WO2009022020A1 - Evaporateur à nappes multiples, en particulier pour un circuit de climatisation de véhicule automobile - Google Patents

Evaporateur à nappes multiples, en particulier pour un circuit de climatisation de véhicule automobile Download PDF

Info

Publication number
WO2009022020A1
WO2009022020A1 PCT/EP2008/060904 EP2008060904W WO2009022020A1 WO 2009022020 A1 WO2009022020 A1 WO 2009022020A1 EP 2008060904 W EP2008060904 W EP 2008060904W WO 2009022020 A1 WO2009022020 A1 WO 2009022020A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
evaporator
fluid
ply
refrigerant
additional
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/060904
Other languages
English (en)
Inventor
Jugurtha Benouali
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques filed Critical Valeo Systemes Thermiques
Publication of WO2009022020A1 publication Critical patent/WO2009022020A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F25B39/028—Evaporators having distributing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/0325—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D1/0333—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members
    • F28D1/0341—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other the plates having lateral openings therein for circulation of the heat-exchange medium from one conduit to another the plates having integrated connecting members with U-flow or serpentine-flow inside the conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05391—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/01—Geometry problems, e.g. for reducing size
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0085—Evaporators

Definitions

  • Multilayer evaporator in particular for a motor vehicle air conditioning circuit
  • the invention relates to evaporators, in particular those used in motor vehicle air conditioning circuits.
  • the basic structure of such an evaporator comprises, on the one hand, a core usually consisting of two plies of parallel refrigerant pipes and, on the other hand, fluid distributing means arranged at the two ends of these layers to ensure the distribution and collection of the coolant in the various CONDUCT BEHAVIOR ⁇ Pulp of each of the layers.
  • the pipes are formed from plates ⁇ indivi dual heat exchange configured to challenge ⁇ ne fluid flow, or from individual pipes joined at their two ends by manifolds which determines the internal structure different coolant circulation passes, for example by means of intermediate partitions provided in these boxes and isolating subgroups of fluid lines from a web.
  • the distribution means may be designed to allow a flow in several passes, with reversal of one pass to the next.
  • the flow diagram may comprise for at least some of the plies of the partial path in opposite directions, and / or tra ⁇ jets in opposite directions from one ply to the other, constituting exchangers of the type known as "against the flow" or "cross-currents
  • a flow of air passes through the intervals between the fluid lines, and this air gives way to the refrigerant, which changes from the liquid state to the gaseous state.
  • the air flow thus refrigerated can be used in particular for the air conditioning of the passenger compartment of a vehicle.
  • Such evaporators are for example disclosed in US-A-2006/0185386 or JP-A-2006/029697. These do ⁇ cuments disclose heat exchangers with two plies rained ⁇ eral different fluid paths so as to define at portions of each layer, and / or from one ply to the at ⁇ be, a subsequent progression of the fluid of U-shaped and / or cross-flow circuits.
  • EP-A-0 912 869 and DE-A-4446817 also disclose two-ply evaporators with other refrigerant circulation configurations.
  • COP coefficient of performance
  • This improvement involves maximizing the difference in tem ⁇ rature between the incoming air and the cooled air after traver ⁇ Sée one evaporator. It is also necessary to conser ⁇ ver good homogeneity of temperature between the differ- annuities regions (right / left, up / down) of the exchanger, which means to control the evaporation process, no ⁇ MENT point from the view of the distribution of pressure losses within the various regions of the evaporator.
  • One of the aims of the invention is thus to design a multi-pass evaporator for defining the fluid re ⁇ frigérant a path which optimizes the different passes with each other and improves one evaporation.
  • CFCs chlorofluorocarbons
  • HCFCs hydrochlorofluorocarbons
  • the invention is also applicable to currently used fluids such as R-134a (1,1,1,2 tetrafluoroethane of chemical formula CH 2 F-CF 3 ) or R-744 (carbon dioxide of chemical formula CO 2 ) which are pure bodies, azeotropes.
  • the evaporator must therefore be adapted to the refrigerant used, if one wishes to optimize the performance. This adaptation may need to take into account the AC ⁇ ractère azeotropic or zeotropic refrigerant, due to the different behavior during the process of evapo ration ⁇ .
  • the invention proposes a multi-layer type evaporator comprising: an evaporator core comprising at least first and second superposed layers extending in planes, preferably parallel, each web being formed of a series of parallel pipes traversed by a refrigerant fluid to be evaporated, so as to cool an air flow passing through the planes of the webs, according to a particular embodiment in an incident direction directed substantially orthogonally to the planes of the webs and
  • the distributor means being configured so as to provide distribution and collection of fluid in the various CONDUCT BEHAVIOR ⁇ your each webs defining between the distributing means a flow of fluid in a given direction for each pipe.
  • one evaporator comprises at least one additional ply disposed adjacent the heart evaporator, and cooperating with the distribution means so as to re ceive a ⁇ fluid has flowed through the heart and outputting thereof to the output of fluid.
  • the additional ply is able to ensure overheating of the refrigerant. It is particularly advantageous from the upstream side to the evaporator core, that is to say the side of the incident air flow.
  • the evaporator according to the present invention comprises a total of at least five webs. It may also include a smaller number, for example three, or a greater number, for example seven.
  • at least part of the refrigerant flow in the additional ply is a counter-flow path with respect to the passage in the evaporator core.
  • the distributor means can in particular be configured to define at least two dif fluid passes ⁇ ent in opposite directions in each of the first and second webs of the heart evaporator.
  • the splitter means are, moreover, configured so as to define a pass in one direction in the additional layer.
  • the evaporator core comprises two layers, comprising a number of successive fluid passes which is greater than the number of passes of the second layer, so as to present, for each of the passes, different successive layers, total flow sections of the fluid which decreases ⁇ from the first ply to the second ply, and the second ply to the additional ply.
  • the evaporator core comprises two layers, comprising a number of fluid paths suc ⁇ cessives which is greater in opposite directions to the number of tra ⁇ jets of the second sheet.
  • the first ply is located on the side of the fluid inlet connected to the fluid distribution means.
  • the relative dimensions of the pipes or fluid passages of the additional ply and conduits or fluid passages of the heart evaporator little wind ⁇ be chosen so that the overall section to- pillowcase pipes of the web additional NCI ⁇ be higher than the total overall section cha ⁇ pipe tablecloths CUNE the heart evaporator.
  • the relative dimensions of the pipes of the additional ply and those of the heart evaporator can be chosen so that the total overall section of the pipes of the additional ply is higher NCI ⁇ third of the overall cross section CONDUCT BEHAVIOR total of ⁇ your tablecloths heart of the evaporator.
  • the distribution means are configured to allow entry of the coolant into the web of the heart EVA ⁇ porateur adjacent the additional ply, particularly located opposite an inlet air, and the transfer to the additional ply, after passing through the evaporator core, of the fluid coming from the ply situated opposite the additional ply, facing an air outlet.
  • This second embodiment of the invention is particulu ⁇ lly adapted to the case of a refrigerant fluid azeotropic type.
  • the distribution means are configured so as to allow the refrigerant to enter the layer located at the op ⁇ position of the additional layer, in particular facing a air outlet, and the transfer to the additional layer, after passing through the evaporator core, the fluid from the sheet located adjacent to the additional layer.
  • This third embodiment of the invention party ⁇ larly adapted to the case of a zeotropic refrigerant types.
  • the second and third embodiments may be alternately adapted to refrigerants ⁇ rants of zeotropic or azeotropic type.
  • the evaporator core may comprise three layers (so as to define in the whole of the evaporator at least four fluid paths differ ⁇ in opposite directions), or five layers (so as to define in the whole of the evaporator at least six different fluid tra ⁇ jets in opposite directions), or even seven layers (so as to define in the whole of the evaporator at least eight paths different fluids op ⁇ posed).
  • one evaporator of the in ⁇ vention can be carried out using: -from individual heat exchanger plates defined ⁇ sant parallel flow blades successively traversed by the coolant or -Of series of individual tubes traversed by the refrigerant corresponding to a respective pipe of each successive nap ⁇ pes of the evaporator core and the addi ⁇ tional layer These plates or tubes are stacked alternately with intermediate fins traversed by the air flow.
  • the splitter means are formed alternately by a configuration of the cir ⁇ cooked fluid defined by each individual plate of the stack or at least one collecting box defined together the plates or tubes to at least one of two former - tremities of the plates or tubes.
  • FIG. 1 to 3 illustrate schematically res ⁇ tively in a side view, in top view and in perspective, a first embodiment 1 'evalu- porateur according to the present invention
  • FIG. 4 illustrates schematically, in side view, a second embodiment according to the pre ⁇ feel to the invention
  • - Figure 5 is a variant of the embodiment of Figure 4, with an increased number of passes ,
  • FIGS 10 and 11 illustrate two possible configurations tubes, for performing a sam ⁇ geur four passes according to the third embodiment Réali ⁇ tion according to the present the invention shown in Figure 6, and FIGS 12a-12c illustrate three possible configurations of plates for performing a sam ⁇ geur four-pass according to the second mode Réali ⁇ tion according to the present invention shown in FIG 4, and FIGS 13a-13d illustrate other possible configura tions ⁇ plates, usable alternatively preceding,
  • FIG. 14a and 14b illustrate two possible configurations of plates for performing a geur exchanged in four passes according to the third embodiment Réali ⁇ tion presented in Figure 6,
  • FIG 15a to 15c illustrate three other possible ⁇ configu rations plates, usable alternatively preceding
  • FIG 16 illustrates another possible configuration of plates usable in the preceding variant
  • FIG. 17a and 17b illustrate two possible configurations of plates for performing a sam ⁇ geur six passes according to the second achievements tion mode according to the present the invention shown in Figure 5
  • - Figures 18a and 18b illustrate two possible configurations of plates for performing an exchanged geur six passes according to the third embodiment realized ⁇ of the invention shown in Figure 7.
  • the various embodiments of the present the in ⁇ vention are specifically designed to optimize the load losses of the refrigerant during different circulation passes into the evaporation tor, leading to better control of the trial ⁇ extra evaporation and better homogeneity of the tem ⁇ perature refrigerated air.
  • the configurations to be described can be made from plates or tubes joined by collecting boxes.
  • FIGS 1 to 3 illustrate an evaporator 10 having an evaporator core 12 itself comprising two superimposed plies 14 and 16, respectively a first and a second ply.
  • This heart evaporator 12 includes a name ⁇ ber of passes equal to five.
  • the evaporators known in the prior art have to be qua ⁇ configurations or six passes.
  • an additional ply 18 or third ply is added to the evaporator core 12 located upstream of the evaporator core 12, that is to say on the flow arrival side. of air 28 to cool.
  • Collector boxes 20 and 22 define a fluid path between an inlet 24 and an outlet 26 of recirculating fluid. refrigerant and define means for distributing the refrigerant fluid.
  • the manifolds 20 and 22 are arranged in an equivalent manner by appropriate configuration of the fluid circulation ex ⁇ trémity of each of the plates.
  • the first ply 14 is divided into three zones, so that the fluid arriving through the inlet 24 circulates in three successive passes, respectively a first pass 30, a second pass 32 and a third pass 34 with each time inversion of the direction of circulation.
  • the fluid is then directed towards the second ply 16, which is divided into two zones so as to define a first pass 36 and a second pass 38.
  • the fluid is directed towards the ply additional 18, that it crosses over its entire width along a single pass 40 to the outlet 26.
  • the first pass 36 of the second ply 16 is in the opposite direction of the third pass 34 of the first ply 14 and the second pass 38 of the second ply 16 is in the opposite direction of the first pass 36 of the second ply 36. tablecloth 16.
  • the density of the fluid re ⁇ frigérant decreases, and the described configuration allows to compensate for this by increasing the flow area of the first ply 14 to the second web 16. This prevents an increase in pressure drops, keeping the coef fi ficient heat exchange.
  • the movement in three passes increases the mass flow and therefore the coefficient of heat exchange, tan ⁇ say that in the second ply 16, the flow in two passes rather than three increases the section flow, and consequently decreases the mass flow and re ⁇ ducts pressure drops.
  • the additional ply 18 is a sheet for heating the fluid after evaporation thereof. While in the heart evaporator 12 (plies 14 and 16), the fluid refrige ⁇ rant was essentially the two-phase state (li ⁇ quide / gas), in the additional ply 18 may be either in the form diphasic only in the gaseous state, due to overheating (superheating phenomenon).
  • Additional ply 18 has been defined with a single pass 40 to avoid temperature differences on one face of the evaporator. In particular, it avoids the imbalance right / left that could be problematic party ⁇ ticular for low thermal loads.
  • the lar ⁇ geur (transverse dimension) of the first and second plies 14 and 16 may be identical (as shown), but the width D 2 of the additional ply 18 must be less than the total width Di of the first and second plies 14 and 16 of the evaporator core 12.
  • the width D 2 of the additional ply 18 has, for example, a value less than 1/3 of that of the evaporator core 12.
  • the total width Di of the first and second plies 14 and 16 heart of the evaporator 12 is greater than twice the lar ⁇ geur D 2 of the additional ply 18.
  • ⁇ a better coefficient of performance (COP) of the overall system because the pressure is higher for the same temperature of the air flow output and better homo ⁇ geneity of temperature.
  • the evaporator according to the first embodiment which has just been described is usable both with zeotropic and azeotropic fluids.
  • successive counter-flow circulations are particularly well suited for use with zeotropic melan ⁇ ⁇ ges having a variation or a slip of temperature.
  • they are also suitable for azeotropic refrigerant fluids, in case of operation with overheating ⁇ important.
  • the evaporator can be made using plate or tube techniques.
  • the use of a technology using tubes and associated collector boxes has the advantage, because of the presence of the boxes at the end of each of the passes, to homogenize the liquid / vapor phases of the refrigerant before the next pass, the manifold then playing the role of formula ⁇ lange chamber.
  • a uniform distribution of fluid refri ⁇ manager at the entrance of each pass is generally desirable to distribute the liquid phase of rant Refriger- on the inner pipe surface and improve ⁇ ain if the heat exchange.
  • Figures 4 and 5 illustrate a second embodiment realized ⁇ of the invention, more particularly adapted to the UTI lisation of a coolant azeotrope.
  • the evaporator core 12 comprises first, second and third plies, respectively, 42, 44 and 46 defining with the additional ply 18 a fluid path with four plies.
  • the evaporator core 12 com ⁇ carries two additional plies 48 and 50 defining with the additional ply 18 a path to six plies.
  • This configuration can be extrapolated to a heart of evaporator from having a greater number of plies (for exam ple ⁇ eight layers or more), defining an increased number of passes for the fluid path. Preferably, the number of layers is even.
  • the temperature of the refrigerant decreases during the evaporation process.
  • the difference is of the order of -I 0 C for 0.1 bar for a subcritical fluid, such as R-134a, and -I 0 C for 1 bar for the supercritical fluid, such as R-744.
  • massi c ⁇ high refrigerant pressure losses reach typically 1 to 2 bar for subcritical refrigerant, resulting in a temperature drop of 10 to 2O 0 C.
  • the pressure drop reach 3 to 6 bar, leading to a temperature drop of 3 to 6 0 C.
  • the configuration of the invention illustrated in FIG. 4 uses this temperature variation (or slip) to optimize the performance of the evaporator.
  • curve 52 represents the evolution of the tem perature in the heart ⁇ evaporator 12, where the coolant circulates successively in the three plies 46, 44 and 42, each with direction reversal.
  • admission of fluid is through the inlet 24 into the web 46 which is the web of the heart evaporator 12 closest to the web addi tional 18 ⁇ .
  • the fluid circulating in the heart exchanger 12 is essen tially ⁇ at the liquid / gas two-phase state. As illustrated in FIG. 4 along the curve 52, the fluid temperature gradually decreases from a value T 0 (ad ⁇ mission temperature) to a temperature Ti (temperature at the outlet of the exchanger core 12, before recirculation in the additional ply 18).
  • the fluid is then directed to the additional ply 18, which it passes through to the fluid outlet 26.
  • the fluid warms up, from the temperature T 1 to a temperature T 2, as indicated by curve 54.
  • the fluid in this ply addition ⁇ nelle 18, the fluid may be in the two-phase state or in the gaseous state, due to overheating.
  • Curve 56 shows the temperature of the air tra ⁇ versant 1 evaporator 10, from an initial temperature T 3 , the entry into the evaporator 10 side of the additional ply 18, to a temperature T 4 , at the outlet of the evaporator 10 after passing through the successive layers 46, 44 and 42 of the evaporator core 12.
  • the configuration that has just been described makes it possible in particular to reduce the difference X between the temperature T 4 of the air flow cooled after passing through one evaporator 10 and the tempera ⁇ rature Ti of the refrigerant at the end of evalu- poration process.
  • This difference X (or pinching) is representative of the overall efficiency of the exchanger, that is to say, its ability to refrigerate the incident air flow.
  • Figures 6 and 7 are homologous to Figures 4 and 5, for a third embodiment, more particularly adapted to the use of a zeotropic refrigerant fluid.
  • the heart of eva ⁇ porateur 12 comprises three plies 42, 44 and 46 defining with the additional ply 18 a fluid path to four plies.
  • the heart of evaporator 12 includes two additional layers 48 and 50 defined ⁇ sant with the additional ply 18, an estimated six plies.
  • the operation of one evaporator 10 of Figure 7 is similar to one evaporator 10 of Figure 6 and the Explanatory ⁇ tions that follow apply to both cases.
  • this configuration can be extrapolated to an evaporator core 12 comprising a greater number of plies (for example eight or more plies if necessary), de ⁇ fining an increased number of passes for the fluid path.
  • the number of layers is even.
  • the admission of fluid is via the inlet 24 in the ply 42, the ply of the evaporator core 12 furthest from the web addi tional 18 ⁇ . If a zeotropic refrigerant (that is to say in the ⁇ which the temperature rises in evaporation pressure cons ⁇ aunt), the refrigerant temperature increases during the process of evaporation.
  • this varia ⁇ (or sliding) temperature is used for opti ⁇ bet performance of one evaporator 10.
  • Curve 58 represents the evolution of the temperature of the refrigerant in the evaporator core 12, where the fluid flows successively in the plies 42, 44 and 46, with each time inversion of direction.
  • the fluid circulating in the heart exchanger 12 is essen tially ⁇ at the liquid / gas two-phase state.
  • the temperature of the fluid increases pro ⁇ gressively from a value T 0 (inlet temperature) to a temperature Ti (temperature at the outlet of the exchanger core 12, before recirculation in the additional ply 18).
  • the fluid is then directed to the additional ply 18, through which it passes to the fluid outlet 26.
  • the fluid re ⁇ further heated to the temperature Ti to a tempera ture ⁇ T 2, as indicated by curve 60.
  • the fluid in this additional ply 18, the fluid may be in the state dipha ⁇ sical or in the gaseous state, due to its superheated state.
  • the curve 56 shows the temperature of the air flow passing through the evaporator 10 from an initial temperature. tial T 3, at the inlet 1 in the evaporator 10 of the additional ply side 18 to a temperature T 4, in sor ⁇ tie 1 of the evaporator 10 after passing through the successive sive ⁇ plies 46, 44 and 42 of the evaporator core 12.
  • each layer of tubes consists of separate tubes defining fluid paths for each of the layers 42, 44, 46 and 18.
  • each layer of tubes consists of a one-piece assembly incorporating several tubes.
  • the ends of the tubes are mounted in collectors.
  • the fluid enters an upstream collection chamber of the tube defining the web 46 and wins a collection chamber downstream of the latter that is equal ⁇ an upstream collection chamber of the tube defining the web 44.
  • the fluid then passes through a cervical chamber ⁇ lecte downstream of the latter before circulating in the deskyng tube 42.
  • the fluid arrives in a last collection chamber ra ⁇ leading the fluid to the tube making the tablecloth additionally 18. It then joins the refrigerant outlet.
  • FIGS. 10 and 11 An alternative technique is illustrated in FIGS. 10 and 11, in the example of a four-pass exchanger according to the third embodiment of the invention shown in FIG. 6.
  • Each layer of tubes is constituted either as illustrated in FIG. 10, separate tubes defining fluid paths for each of the plies 42, 44, 46 and 18, or, as illustrated in Figure 11, a one-piece assembly incorporating several tubes.
  • the refrigerant ⁇ rant transits alternately in collec ⁇ chambers and in the tubes.
  • the various collection chambers are arranged in order to form two unitary assemblies respectively arranged on both sides of the tubes. These two uni ⁇ tary sets define the manifolds 68 and 70 and are means for distributing the coolant
  • the manifolds 68 and 70 are each provided with appropriate internal partitions for communicating the ends of the tubes in a predetermined flow pattern.
  • the manifold 70 is re ⁇ connected to the intake manifold and the refrigerant collection manifold.
  • the layers of adjacent tubes are separated from each other by corrugated inserts defining flow passages of an air flow between the undulations of the in ⁇ tercalaires, so that the individual circula ⁇ tube layers of the refrigerant flowing through the beam alternate with flow passages of the outside air flow.
  • FIGS. 12a to 12c illustrate, in a plate technology, three possible configurations of plates allowing ⁇ to realize a four-pass exchanger according to the second embodiment of the invention as described above with reference to FIG. 4.
  • the exchanger is formed of a stack of plates identi ⁇ c, such as that illustrated in Figures 12a, 12b or 12c.
  • Each of the plates defining parallel flow blades traversed successively by the fluid refrige ⁇ rant and corresponding to a respective driving each successive layers 46, 44, 42 and 18, as defi ⁇ nies in relation to Figure 4.
  • Each blade has a fluid inlet 24 and a fluid outlet 26, and optionally passages 62, 64 and 66 for connect them, in selected regions, the different channels of circulation of the refrigerant.
  • the adjacent plates are separated from each other by corrugated inserts defining passages circula ⁇ it) tion of a flow of air between the corrugations of intercalai ⁇ res, so that the individual circulation blades of the refrigerant flowing through the beam alternate with circulation passages of the outside air flow.
  • each pla ⁇ is arranged so that the coolant circulates juice ⁇ cessively in the various blades of movement according to the configuration described above with reference in the figure
  • Figures 13a to 13d illustrate another series of confi ⁇ gurations plates, without intermediate mixing of the refrigerant. These configurations are suitable for your ailet ⁇ larger size. These variants differ
  • FIGS. 13c and 13d provide a section which is no longer circular but oval for the input 24 and / or fluid outlet 26. These sections are adapted to intake manifolds or coolant collection having a corresponding section.
  • FIGS. 13c and 13d also differ from each other by the relative position of the inlet 24 and the outlet 26 of the refrigerant, which are rap ⁇ close in the case of FIG. 13c and remote in the case of FIG. 13d, to adapt to the configurations of inlet pipes and corre sponding ⁇ fluid collection.
  • Figures 14a and 14b illustrate two configurations pos sible ⁇ plates to achieve a four-pass exchanger according to the third embodiment of the invention as described above with reference to Figure 6 ⁇ fi.
  • the exchanger is formed of a stack of identical plates, such as that illustrated in FIGS. 12a to 12c.
  • Each blade has a fluid inlet 24 and a fluid outlet 26, as well as optionally passages such as 62, 64, 66 for bind together in selected regions, the different coolant circulation channels and permit an intermediate mixing of the refrigerant during its passage through the heat exchanger, which allows to reduce the dimension corresponding relatively spacers fins sepa ⁇ the plates of the stack.
  • Figures 15a to 15c illustrate another series of confi ⁇ guring plates adapted to larger fins. These variants differ in particular in the possibility of providing an outlet duct 26 having a larger section, as the example of FIG. 15b, possibly with a larger width for the blade defining the additional ply 18 traversed by the fluid before the exit. fluid 26, or, according to the example of Figure 15c, by the presence of a single passage 62 per ⁇ putting a stirring of the refrigerant halfway.
  • Figure 16 makes it possible to give oval sections to the inlet 24 and outlet 26 of fluid refrige ⁇ rant. These sections are adapted to inlet tubing ⁇ or collection of fluid having a cor ⁇ corresponding section.
  • Figures 17a and 17b illustrate two configurations pos sible ⁇ plates for performing an exchanger with six passes, corresponding to the second embodiment of the invention shown in Figure 5.
  • the plate configuration of Figure 17a is derived from that of Figure 13a, with two additional blades of fluid circulation.
  • the plate configuration of Fig. 17b is derived in the same way from that of Fig. 13c.
  • Figures 18a and 18b illustrate two configurations pos sible ⁇ plates for performing an exchanger with six passes, corresponding to the third embodiment of the invention shown in Figure 7.
  • the plate configuration of Figure 18a is derived from that of the Figure 15a, with two additional fluid circulation blades.
  • the plate configuration of Figure 18b is derived in the same way from that of Figure 16.
  • COP coefficient of performance
  • thermodynamic refrigerant circuits including heating, ventilation and / or air conditioning and in particular in the field of automotive equipment.
  • the invention is not limited to the previously described embodiments and provided solely as an example and covers other variants that may be envisaged in the art within CLAIMS ⁇ tions including all combinations different embodiments described above.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Un évaporateur (10) comporte un cœur d' évaporateur (12) comprenant au moins une première et une deuxième nappes superposées (42, 44, 46) s 'étendant selon des plans parallèles, chacune étant formée d'une série de tubes ou de plaques parcourues par un fluide réfrigérant à évaporer, de manière à refroidir un flux d'air (28) traversant les plans des nappes (42, 44, 46). Des moyens répartiteurs sont reliés à une entrée (24) et à une sortie (26) de fluide, et définissent une circulation du fluide dans un sens donné pour chaque conduite. Une nappe additionnelle (18) est disposée adjacente au cœur d' évaporateur (12) et reçoit le fluide ayant circulé dans le cœur d' évaporateur (12) pour délivrer celui-ci à la sortie de fluide (26). L ' évaporateur est particulièrement adapté aux réfrigérants constitués de mélanges, azéotropes ou zéotropes, de différents fluides.

Description

Évaporateur à nappes multiples, en particulier pour un cir- cuit de climatisation de véhicule automobile
L'invention concerne les évaporateurs, en particulier ceux qui sont utilisés dans les circuits de climatisation des véhicules automobiles.
Elle concerne plus précisément ceux de ces évaporateurs qui comportent plusieurs nappes superposées de conduites de fluide réfrigérant.
La structure de base d'un tel évaporateur comprend, d'une part, un cœur constitué habituellement de deux nappes de conduites parallèles de fluide réfrigérant et, d'autre part, de moyens répartiteurs de fluide disposés aux deux extrémités de ces nappes pour assurer la distribution et la collecte du fluide réfrigérant dans les différentes condui¬ tes de chacune des nappes.
Les conduites sont réalisées à partir de plaques indivi¬ duelles d'échange de chaleur configurées de manière à défi¬ nir la circulation du fluide, ou bien à partir de tubes individuels réunis à leurs deux extrémités par des boîtes collectrices dont la structure interne détermine les diffé- rentes passes de circulation du fluide réfrigérant, par exemple grâce à des cloisons intermédiaires prévues dans ces boîtes et isolant des sous-groupes de conduites de fluide d'une nappe.
Les moyens répartiteurs (configuration des plaques ou cloi¬ sonnement interne des boîtes collectrices) peuvent être conçus pour permettre une circulation en plusieurs passes, avec inversion de sens d'une passe à la suivante. Le schéma de circulation peut comprendre pour au moins certaines des nappes des trajets partiels en sens opposés, et/ou des tra¬ jets en sens opposés d'une nappe à l'autre, constituant des échangeurs du type dit "à contre-flux" ou "à courants croi-
Un flux d'air traverse les intervalles entre les conduites de fluide, et cet air cède de la chaleur au fluide réfrigé- rant, qui passe de l'état liquide à l'état gazeux. Le flux d'air ainsi réfrigéré peut être notamment utilisé pour la climatisation de l'habitacle d'un véhicule.
De tels évaporateurs sont par exemple divulgués dans les publications US-A-2006/0185386 ou JP-A-2006/029697. Ces do¬ cuments décrivent des échangeurs à deux nappes avec plu¬ sieurs trajets de fluide différents, de manière à définir dans des parties de chaque nappe, et/ou d'une nappe à l'au¬ tre, un cheminement du fluide suivant des circuits en U et/ou avec des flux croisés.
Les publications EP-A-O 912 869 et DE-A-4446817 décrivent également des évaporateurs à deux nappes, avec d'autres configurations de circulation du fluide réfrigérant.
Le développement des nouveaux échangeurs, notamment dans le domaine automobile, amène à concevoir des équipements de masse réduite, présentant néanmoins d'excellentes perfor¬ mances de refroidissement et un bon rendement énergétique. Ce dernier est évalué par le "coefficient de performance" ou COP, qui est le ratio entre l'énergie thermique (enthal- pie) échangée et l'énergie consommée par le système. Un premier problème à résoudre est celui de l'amélioration de l'échange thermique entre le fluide réfrigérant et l'air à refroidir.
Cette amélioration implique de maximiser l'écart de tempé¬ rature entre l'air incident et l'air refroidi après traver¬ sée de 1 ' évaporateur . Il est en outre nécessaire de conser¬ ver une bonne homogénéité de température entre les diffé- rentes régions (droite/gauche, haut/bas) de l'échangeur, ce qui implique de maîtriser le processus d' évaporation, no¬ tamment du point de vue de la répartition des pertes de charge au sein des diverses régions de 1 ' évaporateur .
L'un des buts de l'invention est ainsi de concevoir un évaporateur à passes multiples définissant pour le fluide ré¬ frigérant un trajet qui optimise les différentes passes les unes par rapport aux autres et améliore 1 ' évaporation .
À ces contraintes s'ajoute une difficulté nouvelle prove¬ nant des réglementations récentes tendant à bannir l'utili¬ sation de certains fluides réfrigérants, notamment les chlorofluorocarbones (CFC) et les hydrochlorofluorocarbones (HCFC) , dans différents secteurs tels que celui de la cli- matisation des véhicules automobiles.
Les recherches sur les fluides de substitution possibles ont notamment porté sur l'utilisation de mélanges de plu¬ sieurs fluides frigorigènes . Or l'utilisation de mélanges en place de fluides purs doit prendre en compte le compor¬ tement de ces mélanges à 1 ' évaporation, qui peuvent être azéotropes (à pression constante, la température d' évapora- tion est constante) ou zéotropes (à pression constante, la température d' évaporation augmente) .
L'invention s'applique également aux fluides actuellement utilisés tels que le R-134a (1,1,1,2 tétrafluoroéthane de formule chimique CH2F-CF3) ou le R-744 (dioxyde de carbone de formule chimique CO2) qui sont des corps purs, azéotro- pes .
De plus, concrètement, 1 ' évaporation ne se fait jamais à pression constante mais à pression décroissante lorsque le fluide frigorigène chemine dans l'échangeur, en raison des pertes de charge singulières et des pertes de charge dans les tubes ou dans les plaques de l'échangeur. Il se produit toujours de ce fait un "glissement de température" du mé¬ lange. Ce phénomène a pour conséquence que pour un mélange azéotrope la température du fluide réfrigérant diminue au cours du processus d' évaporation tandis que, à l'inverse, pour un mélange zéotrope cette température augmente.
L ' évaporateur doit donc être adapté au fluide réfrigérant utilisé, si l'on souhaite en optimiser les performances. Cette adaptation devra éventuellement tenir compte du ca¬ ractère zéotrope ou azéotrope du fluide réfrigérant, en raison du comportement différent lors du processus d' évapo¬ ration .
Pour résoudre les problèmes ci-dessus, l'invention propose un évaporateur du type à nappes multiples comprenant: — un cœur d' évaporateur comprenant au moins une première et une deuxième nappes superposées s 'étendant dans des plans, de façon préférentielle parallèles, chaque nappe étant formée d'une série de conduites parallèles parcourues par un fluide réfrigérant à évaporer, de manière à refroidir un flux d'air traversant les plans des nappes, selon une réalisation particulière selon une direction incidente dirigé sensiblement orthogona- lement aux plans des nappes et
— des moyens répartiteurs de fluide disposés aux deux extrémités des nappes et reliés à une entrée de fluide et à une sortie de fluide, ces moyens répartiteurs étant configurés de manière à assurer la distribution et la collecte du fluide dans les différentes condui¬ tes de chacune des nappes en définissant entre les moyens répartiteurs une circulation du fluide dans un sens donné pour chaque conduite.
Selon l'invention, 1 ' évaporateur comprend au moins une nappe additionnelle disposée adjacente au cœur d' évaporateur, et coopérant avec les moyens répartiteurs de manière à re¬ cevoir le fluide ayant circulé dans le cœur et à délivrer celui-ci à la sortie de fluide.
Selon une variante de réalisation, la nappe additionnelle est apte à assurer une surchauffe du fluide réfrigérant. Elle est de façon particulièrement avantageuse du côté amont au cœur d' évaporateur, c'est-à-dire du coté du flux d'air incident.
De préférence, 1 ' évaporateur selon la présente invention comporte au total au moins cinq nappes. Il peut également en comporter un nombre inférieur, par exemple trois, ou un nombre supérieur, par exemple sept. Avantageusement, au moins une partie du trajet du fluide réfrigérant dans la nappe additionnelle est une passe à contre-flux par rapport à la passe dans le cœur d'évapora- teur .
Les moyens répartiteurs peuvent notamment être configurés de manière à définir au moins deux passes de fluide diffé¬ rents en sens opposés dans chacune des première et deuxième nappes du cœur d' évaporateur .
Les moyens répartiteurs sont, par ailleurs, configurés de manière à définir une passe dans un seul sens dans la nappe additionnelle .
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le cœur d' évaporateur comporte deux nappes, comprenant un nombre de passes de fluide successifs qui est supérieur au nombre de passes de la deuxième nappe, de manière à présenter, pour chacun des passes des différentes nappes successives, des sections totales d'écoulement du fluide qui soient décrois¬ santes de la première nappe à la deuxième nappe, et de la deuxième nappe à la nappe additionnelle.
Selon un exemple spécifique, le cœur d' évaporateur comporte deux nappes, comprenant un nombre de trajets de fluide suc¬ cessifs qui est supérieur en sens opposés au nombre de tra¬ jets de la deuxième nappe.
En particulier, la première nappe est située du côté de l'entrée de fluide reliée aux moyens répartiteurs de fluide . Pour ce faire, les dimensions relatives des conduites ou passages de fluides de la nappe additionnelle et des conduites ou passages de fluides du cœur d' évaporateur peu¬ vent être choisies de manière que la section d'ensemble to- taie des conduites de la nappe additionnelle soit infé¬ rieure à la section d'ensemble totale des conduites de cha¬ cune des nappes du cœur d' évaporateur .
En particulier, les dimensions relatives des conduites de la nappe additionnelle et de celles du cœur d' évaporateur peuvent être choisies de manière que la section d'ensemble totale des conduites de la nappe additionnelle soit infé¬ rieure au tiers de la section d'ensemble totale des condui¬ tes des nappes du cœur d' évaporateur .
Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, les moyens répartiteurs sont configurés de manière à permettre l'entrée du fluide réfrigérant dans la nappe du cœur d' éva¬ porateur adjacente à la nappe additionnelle, en particulier située face à une entrée d'air, et le transfert vers la nappe additionnelle, après traversée du cœur d' évaporateur, du fluide issu de la nappe située à l'opposé de la nappe additionnelle, face à une sortie d'air.
Ce deuxième mode de réalisation de l'invention est particu¬ lièrement adapté au cas d'un fluide réfrigérant de type azéotrope .
Dans un troisième mode de réalisation de l'invention, les moyens répartiteurs sont configurés de manière à permettre l'entrée du fluide réfrigérant dans la nappe située à l'op¬ posé de la nappe additionnelle, en particulier face à une sortie d'air, et le transfert vers la nappe additionnelle, après traversée du cœur d' évaporateur, du fluide issu de la nappe située adjacente à la nappe additionnelle.
Ce troisième mode de réalisation de l'invention est parti¬ culièrement adapté au cas d'un fluide réfrigérant de type zéotrope .
Toutefois, les deuxième et troisième modes de réalisation peuvent être adaptés alternativement aux fluides réfrigé¬ rants de type zéotropes ou azéotropes.
Dans l'un ou l'autre cas, le cœur d' évaporateur peut comporter trois nappes (de manière à définir dans l'ensemble de 1 ' évaporateur au moins quatre trajets de fluide diffé¬ rents en sens opposés) , ou bien cinq nappes (de manière à définir dans l'ensemble de 1 ' évaporateur au moins six tra¬ jets de fluide différents en sens opposés) , ou même sept nappes (de manière à définir dans l'ensemble de l'évapora- teur au moins huit trajets de fluide différents en sens op¬ posés) .
En ce qui concerne la technologie, 1 ' évaporateur de l'in¬ vention peut être réalisé à partir : —de plaques individuelles d'échange de chaleur définis¬ sant des lames de circulation parallèles parcourues successivement par le fluide réfrigérant ou —d'une série de tubes individuels traversés par le fluide réfrigérant correspondant à une conduite respective de chacune des nap¬ pes successives du cœur d' évaporateur et de la nappe addi¬ tionnelle Ces plaques ou tubes sont empilées en alternance avec des ailettes intercalaires traversées par le flux d'air.
Selon les modes de réalisation, les moyens répartiteurs sont alternativement formés par une configuration du cir¬ cuit de fluide définie par chaque plaque individuelle de l'empilement ou par au moins une boîte collectrice définis réunissant les plaques ou tubes à au moins une des deux ex- trémités des plaques ou tubes.
On va maintenant décrire des divers modes de réalisation de mise en œuvre de la présente invention, donnés à titre d'exemple, en référence aux figures annexées sur lesquels les mêmes références numériques désignent d'une figure à l'autre des éléments identiques ou fonctionnellement sem¬ blables :
— les figures 1 à 3 illustrent de façon schématique, res¬ pectivement en vue de coté, en vue de dessus et en perspective, un premier mode de réalisation de 1 ' éva- porateur selon la présente l'invention,
— la figure 4 illustre de façon schématique, en vue de coté, un deuxième mode de réalisation selon la pré¬ sente l'invention, — la figure 5 est une variante du mode de réalisation de la figure 4, avec un nombre accru de passes,
— la figure 6 illustre de façon schématique, en éléva¬ tion, un troisième mode de réalisation selon la présente l'invention, — la figure 7 est une variante du mode de réalisation de la figure 6, avec un nombre accru de passes, — les figures 8 et 9 illustrent deux configurations pos¬ sibles de tubes, permettant de réaliser un échangeur à quatre passes selon le deuxième mode de réalisation selon la présente l'invention présenté en figure 4, —les figures 10 et 11 illustrent deux configurations possibles de tubes, permettant de réaliser un échan¬ geur à quatre passes selon le troisième mode de réali¬ sation selon la présente l'invention présenté en figure 6, —les figures 12a à 12c, illustrent trois configurations possibles de plaques permettant de réaliser un échan¬ geur à quatre passes selon le deuxième mode de réali¬ sation selon la présente l'invention présenté en figure 4, —les figures 13a à 13d illustrent d'autres configura¬ tions possibles de plaques, utilisables en variante des précédentes,
— les figures 14a et 14b illustrent deux configurations possibles de plaques permettant de réaliser un échan- geur à quatre passes selon le troisième mode de réali¬ sation présenté en figure 6,
— les figures 15a à 15c illustrent trois autres configu¬ rations possibles de plaques, utilisables en variante des précédentes, —la figure 16 illustre une autre configuration possible de plaques, utilisable en variante des précédentes,
— les figures 17a et 17b illustrent deux configurations possibles de plaques permettant de réaliser un échan¬ geur à six passes selon le deuxième mode de réalisa- tion selon la présente l'invention présenté en figure 5, — les figures 18a et 18b illustrent deux configurations possibles de plaques permettant de réaliser un échan- geur à six passes selon le troisième mode de réalisa¬ tion de l'invention présenté en figure 7.
Les différents modes de réalisation selon la présente l'in¬ vention sont conçus tout particulièrement pour optimiser les pertes de charge subies par le fluide réfrigérant au cours des différentes passes de circulation dans l'évapora- teur, conduisant ainsi à une meilleure maîtrise du proces¬ sus d' évaporation et à une meilleure homogénéité de la tem¬ pérature de l'air réfrigéré.
Les configurations qui vont être décrites peut être réali- sée à partir de plaques ou bien de tubes réunis par des boîtes collectrices.
Les figures 1 à 3 illustrent un évaporateur 10 comportant un cœur d' évaporateur 12 comprenant lui-même deux nappes superposées 14 et 16, respectivement une première et une deuxième nappes. Ce cœur d' évaporateur 12 comprend un nom¬ bre de passes égal à cinq. Les évaporateurs connus de l'état de la technique présentent des configurations à qua¬ tre ou six passes.
De façon caractéristique de l'invention, on adjoint au cœur d' évaporateur 12 une nappe additionnelle 18, ou troisième nappe, située en amont du cœur d' évaporateur 12, c'est-à- dire du côté de l'arrivée du flux d'air 28 à refroidir.
Des boîtes collectrices 20 et 22 définissent un trajet de fluide entre une entrée 24 et une sortie 26 de fluide ré- frigérant et définissent des moyens de répartition du fluide réfrigérant.
Selon des variantes de réalisation, les boîtes collectrices 20 et 22 sont agencées de manière équivalente par une configuration appropriée des circulations de fluide aux ex¬ trémités de chacune des plaques.
La première nappe 14 est divisée en trois zones, de manière que le fluide arrivant par l'entrée 24 circule suivant trois passes successives, respectivement une première passe 30, une deuxième passe 32 et une troisième passe 34 avec à chaque fois inversion du sens de circulation. Le fluide est alors dirigé vers la deuxième nappe 16, qui est divisée en deux zones de manière à définir une première passe 36 et une deuxième passe 38. En sortie de la nappe 12, après le trajet 38, le fluide est dirigé vers la nappe additionnelle 18, qu'il traverse sur toute sa largeur suivant une passe unique 40 jusqu'à la sortie 26.
Selon un exemple préférentiel de réalisation, la première passe 36 de la deuxième nappe 16 est à contresens de la troisième passe 34 de la première nappe 14 et la deuxième passe 38 de la deuxième nappe 16 est à contresens de la première passe 36 de la deuxième nappe 16.
Durant le processus d' évaporation, la densité du fluide ré¬ frigérant diminue, et la configuration décrite permet de compenser ce phénomène par une augmentation de la section d'écoulement de la première nappe 14 à la deuxième nappe 16. Ceci permet d'éviter une augmentation des pertes de charge, en maintenant aussi constant que possible le coef- ficient d'échange de chaleur. Dans la première nappe 14, la circulation en trois passes permet d'augmenter le débit massique et donc le coefficient d'échange de chaleur, tan¬ dis que dans la deuxième nappe 16, la circulation en deux passes au lieu de trois augmente la section d'écoulement, et par voie de conséquence diminue le débit massique et ré¬ duit les chutes de pression.
La nappe additionnelle 18 est une nappe de réchauffage du fluide après 1 ' évaporation de celui-ci. Alors que dans le cœur d' évaporateur 12 (nappes 14 et 16), le fluide réfrigé¬ rant était essentiellement à l'état diphasique (li¬ quide/gaz), dans la nappe additionnelle 18 il peut être aussi bien à l'état diphasique qu'à l'état gazeux, du fait de la surchauffe (phénomène de superheating) .
La nappe additionnelle 18 a été définie avec une seule passe 40 pour éviter les écarts de température sur une face de 1 ' évaporateur . En particulier, on évite le déséquilibre droite/gauche qui pourraient être problématiques en parti¬ culier pour de faibles charges thermiques.
En ce qui concerne le dimensionnement des nappes, la lar¬ geur (dimension transversale) des première et deuxième nap- pes 14 et 16 peut être identique (comme illustré), mais la largeur D2 de la nappe additionnelle 18 doit être moindre que la largeur totale Di des première et deuxième nappes 14 et 16 du cœur d' évaporateur 12. La largeur D2 de la nappe additionnelle 18 présente, par exemple, une valeur infé- rieure à 1/3 de celle du cœur d' évaporateur 12. Ainsi, la largeur totale Di des première et deuxième nappes 14 et 16 du cœur d' évaporateur 12 est supérieure à deux fois la lar¬ geur D2 de la nappe additionnelle 18.
On notera que la nappe additionnelle 18 a été placée du cô- té du flux d'air 28 à refroidir, pour tenir compte de l'augmentation rapide de température du fluide réfrigérant à la surchauffe. Ceci permet d'optimiser l'échange thermi¬ que entre le réfrigérant et l'air traversant dans l' évapo¬ rateur et, d'autre part, de réduire les écarts de tempéra- ture du flux d'air après avoir traversé 1 ' évaporateur 10.
De façon générale, la configuration que l'on vient de dé¬ crire procure de meilleures performances de refroidisse¬ ment, un meilleur coefficient de performance (COP) global du système car la pression est supérieure pour une même température du flux d'air en sortie et une meilleure homo¬ généité de la température.
L ' évaporateur selon le premier mode de réalisation que l'on vient de décrite est utilisable aussi bien avec des fluides zéotropes qu ' azéotropes .
On notera toutefois que les circulations successives à contre-flux (passes 30/32, 32/34, 34/36, etc.) sont parti- culièrement bien adaptées à une utilisation avec des mélan¬ ges zéotropes présentant une variation ou un glissement de température. Ils conviennent toutefois aussi à des fluides réfrigérants azéotropes, en cas de fonctionnement avec sur¬ chauffe importante.
Du point de vue de la technologie, 1 ' évaporateur peut être réalisé avec des techniques à base de plaques ou de tubes. L'utilisation d'une technologie mettant en œuvre des tubes et des boîtes collectrices associées présente toutefois l'avantage, du fait de la présence des boîtes à l'extrémité de chacune des passes, d'homogénéiser les phases Ii- quide/vapeur du réfrigérant avant la passe suivante, la boîte collectrice jouant alors le rôle de chambre de mé¬ lange. En effet, une distribution uniforme du fluide réfri¬ gérant à l'entrée de chaque passe est de façon générale souhaitable pour bien répartir la phase liquide du réfrigé- rant sur la surface interne des conduites et améliorer ain¬ si l'échange thermique.
Les figures 4 et 5 illustrent un deuxième mode de réalisa¬ tion de l'invention, plus particulièrement adapté à l'uti- lisation d'un fluide réfrigérant azéotrope.
Dans le cas de 1 ' évaporateur de la figure 4, le cœur d'éva- porateur 12 comporte des première, deuxième et troisième nappes, respectivement, 42, 44 et 46 définissant avec la nappe additionnelle 18 un trajet de fluide à quatre nappes. Dans le cas de la figure 5, le cœur d' évaporateur 12 com¬ porte deux nappes supplémentaires 48 et 50 définissant avec la nappe additionnelle 18 un trajet à six nappes.
Le fonctionnement de 1 ' évaporateur 10 de la figure 4 est semblable à 1 ' évaporateur 10 de la figure 5 et les explica¬ tions qui suivent valent pour les deux cas.
Cette configuration peut être extrapolée à un cœur d'évapo- rateur comportant un nombre supérieur de nappes (par exem¬ ple huit nappes ou plus) , définissant un nombre accru de passes pour le trajet de fluide. De préférence, le nombre de nappes est pair.
Pour un fluide réfrigérant azéotrope (c'est-à-dire dans Ie- quel, à pression constante, la température d' évaporation est constante) , la température du réfrigérant diminue au cours du processus d' évaporation . La différence est de l'ordre de -I0C pour 0,1 bar pour un fluide subcritique, tel que le R-134a, et de -I0C pour 1 bar pour le fluide surcritique, tel que le R-744. Or, pour des débits massi¬ ques de réfrigérant élevés, les pertes de charge atteignent typiquement 1 à 2 bars pour les réfrigérants subcritiques, conduisant à une chute de température de 10 à 2O0C. Pour le R-744, les pertes de charge atteignent 3 à 6 bar, condui- sant à une chute de température de 3 à 60C.
La configuration de l'invention illustrée en figure 4 utilise cette variation (ou glissement) de température pour optimiser les performances de 1 ' évaporateur .
En figure 4, la courbe 52 représente l'évolution de la tem¬ pérature dans le cœur d' évaporateur 12, où le fluide réfrigérant circule successivement dans les trois nappes 46, 44 et 42, avec à chaque fois inversion de sens.
Selon cette variante de réalisation, l'admission de fluide se fait par l'entrée 24 dans la nappe 46 qui est la nappe du cœur d' évaporateur 12 la plus proche de la nappe addi¬ tionnelle 18.
Le fluide circulant dans le cœur d'échangeur 12 est essen¬ tiellement à l'état diphasique liquide/gaz. Comme illustré en figure 4 selon la courbe 52, la température du fluide diminue progressivement d'une valeur T0 (température d'ad¬ mission) à une température Ti (température en sortie du cœur d'échangeur 12, avant une recirculation dans la nappe additionnelle 18) .
Le fluide est ensuite dirigé vers la nappe additionnelle 18, qu'il traverse jusqu'à la sortie de fluide 26. Lors de sa traversée de la nappe additionnelle 18, le fluide se ré- chauffe, de la température Ti jusqu'à une température T2, comme indiqué par la courbe 54. Dans cette nappe addition¬ nelle 18, le fluide peut se trouver à l'état diphasique ou à l'état gazeux, en raison de la surchauffe.
On a illustré par la courbe 56 la température de l'air tra¬ versant 1 ' évaporateur 10, depuis une température initiale T3, à l'entrée dans 1 ' évaporateur 10 du côté de la nappe additionnelle 18, jusqu'à une température T4, en sortie de 1 ' évaporateur 10 après la traversée des nappes successives 46, 44 et 42 du cœur d' évaporateur 12.
On notera que la nappe additionnelle 18 a été placée du cô¬ té de l'arrivée d'air, car la température du réfrigérant surchauffé augmente rapidement (courbe 54) . Cette position permet d'optimiser l'échange thermique ente le réfrigérant et le flux d'air, de réduire l'écart de température en sor¬ tie de 1 ' évaporateur et, par voie de conséquence, d'obtenir de meilleures performances, une meilleure efficacité ther¬ mique, et des températures plus homogènes.
La configuration que l'on vient de décrire permet notamment de réduire l'écart X entre la température T4 du flux d'air refroidi après avoir traversé 1 ' évaporateur 10 et la tempé¬ rature Ti du fluide réfrigérant en fin de processus d'éva- poration. Cet écart X (ou pinching) est représentatif de l'efficacité globale de l'échangeur, c'est-à-dire de son aptitude à réfrigérer le flux d'air incident.
Les figures 6 et 7 sont homologues aux figures 4 et 5, pour un troisième mode de réalisation, plus particulièrement adapté à l'utilisation d'un fluide réfrigérant zéotrope.
Dans le cas de 1 ' évaporateur de la figure 6, le cœur d' éva¬ porateur 12 comporte trois nappes 42, 44 et 46 définissant avec la nappe additionnelle 18 un trajet de fluide à quatre nappes. Dans le cas de la figure 7, le cœur d' évaporateur 12 comporte deux nappes supplémentaires 48 et 50 définis¬ sant avec la nappe additionnelle 18 un trajet à six nappes. Le fonctionnement de 1 ' évaporateur 10 de la figure 7 est semblable à 1 ' évaporateur 10 de la figure 6 et les explica¬ tions qui suivent valent pour les deux cas.
Ici encore, cette configuration peut être extrapolée à un cœur d ' évaporateur 12 comportant un nombre supérieur de nappes (par exemple huit nappes ou plus si nécessaire) , dé¬ finissant un nombre accru de passes pour le trajet de fluide. De préférence, le nombre de nappes est pair.
On notera que, à l'inverse des évaporateurs des figures 4 et 5, dans ce troisième mode de réalisation l'admission de fluide se fait par l'entrée 24 dans la nappe 42, nappe du cœur d' évaporateur 12 la plus éloignée de la nappe addi¬ tionnelle 18. Pour un fluide réfrigérant zéotrope (c'est-à-dire dans le¬ quel la température croît à pression d' évaporation cons¬ tante) , la température du réfrigérant augmente au cours du processus d' évaporation .
Avec la configuration illustrée en figure 6, cette varia¬ tion (ou glissement) de température est utilisée pour opti¬ miser les performances de 1 ' évaporateur 10.
La courbe 58 représente l'évolution de la température du fluide réfrigérant dans le cœur d' évaporateur 12, où le fluide circule successivement dans les nappes 42, 44 et 46, avec à chaque fois inversion de sens.
Le fluide circulant dans le cœur d'échangeur 12 est essen¬ tiellement à l'état diphasique liquide/gaz. Comme illustré par la courbe 58, la température du fluide augmente pro¬ gressivement d'une valeur T0 (température d'admission) à une température Ti (température en sortie du cœur d'échan- geur 12, avant recirculation dans la nappe additionnelle 18) .
Le fluide est ensuite dirigé vers la nappe additionnelle 18, qu'il traverse jusqu'à la sortie de fluide 26. Lors de sa traversée de la nappe additionnelle 18, le fluide se ré¬ chauffe encore, de la température Ti jusqu'à une tempéra¬ ture T2, comme indiqué par la courbe 60. Dans cette nappe additionnelle 18, le fluide peut se trouver à l'état dipha¬ sique ou à l'état gazeux, en raison de son état surchauffé.
On a illustré sur la courbe 56 la température du flux d'air traversant 1 ' évaporateur 10, depuis une température ini- tiale T3, à l'entrée dans 1 ' évaporateur 10 du côté de la nappe additionnelle 18, jusqu'à une température T4, en sor¬ tie de 1 ' évaporateur 10 après traversée des nappes succes¬ sives 46, 44 et 42 du cœur d' évaporateur 12.
La configuration que l'on vient de décrire permet d'obtenir un abaissement de température de l'air (T3-T4) du même or¬ dre que celui que l'on aurait avec un fluide azéotrope (cas de la figure 5) , et également de réduire dans des propor- tions comparables l'écart X (ou pinching) entre la tempéra¬ ture T4 du flux d'air refroidi après avoir traversé 1 ' éva¬ porateur 10 et la température Ti du fluide réfrigérant en fin de processus d' évaporation .
On va maintenant décrire diverses manières d'obtenir concrètement les diverses configurations d' évaporateurs lOque l'on vient de décrire, par mise en œuvre des deux techniques de réalisation d' échangeurs de chaleur, soit à partir de plaques, soit à partir de tubes réunis par des boîtes collectrices.
Cette technique est illustrée aux figures 8 et 9, dans l'exemple d'un échangeur à quatre passes selon le deuxième mode de réalisation de l'invention présenté figure 4 com- prenant une série de tubes.
Elle consiste à empiler une série de tubes en alternance avec des ailettes, comme pour les plaques. Comme illustré en figure 8, chaque couche de tubes est constituée de tubes distincts définissant des trajets de fluide pour chacune des nappes 42, 44, 46 et 18. Alternativement, comme illus- tré en figure 9, chaque couche de tubes est constituée d'un ensemble monobloc intégrant plusieurs tubes.
Afin d'assurer la circulation du fluide réfrigérant entre chaque tube, les extrémités des tubes sont montées dans des collecteurs. Ainsi, le fluide entre dans une chambre de collecte amont du tube définissant la nappe 46 et gagne une chambre de collecte aval de ce dernier qui constitue égale¬ ment une chambre de collecte amont du tube définissant la nappe 44. Le fluide transite alors dans une chambre de col¬ lecte aval de ce dernier avant de circuler dans le tube dé¬ finissant la nappe 42. Après avoir circulé dans celui-ci, le fluide arrive dans une dernière chambre de collecte ra¬ menant le fluide vers le tube réalisant la nappe addition- nelle 18. Il rejoint alors la sortie de fluide réfrigérant.
Une technique alternative est illustrée aux figures 10 et 11, dans l'exemple d'un échangeur à quatre passes selon le troisième mode de réalisation de l'invention présenté fi- gure 6. Chaque couche de tubes est constituée soit, comme illustré en figure 10, de tubes distincts définissant des trajets de fluide pour chacune des nappes 42, 44, 46 et 18, soit, comme illustré en figure 11, d'un ensemble monobloc intégrant plusieurs tubes.
Comme dans l'exemple des figures 8 et 9, le fluide réfrigé¬ rant transite alternativement dans des chambres de collec¬ tes et dans les tubes.
Selon les divers modes de réalisation décrits aux figures 8 à 11, les diverses chambres de collecte sont agencées afin de constituer deux ensembles unitaires disposés respective- ment de part et d'autre des tubes. Ces deux ensembles uni¬ taires définissent les boites collectrices 68 et 70 et sont des moyens de répartition du fluide réfrigérant
Les boîtes collectrices 68 et 70 sont pourvues chacune de cloisons intérieures appropriées permettant de mettre en communication les extrémités des tubes selon un schéma de circulation prédéterminé.
Selon une variante décrite, la boîte collectrice 70 est re¬ liée à la tubulure d'admission et à la tubulure de collecte du fluide réfrigérant.
Les couches de tubes adjacentes sont séparées entre elles par des intercalaires ondulés définissant des passages de circulation d'un flux d'air entre les ondulations des in¬ tercalaires, de sorte que les couches de tubes de circula¬ tion individuelles du fluide réfrigérant traversant le faisceau alternent avec des passages de circulation du flux d'air extérieur.
Les figures 12a à 12c illustrent, dans une technologie à plaques, trois configurations possibles de plaques permet¬ tant de réaliser un échangeur à quatre passes selon le deuxième mode de réalisation de l'invention tel que décrit plus haut en référence à la figure 4.
L 'échangeur est formé d'un empilement de plaques identi¬ ques, telles que celle illustrée aux figures 12a, 12b ou 12c. Chacune des plaques délimite des lames de circulation parallèles parcourues successivement par le fluide réfrigé¬ rant et correspondant à une conduite respective de chacune des nappes successives 46, 44, 42 et 18, telles que défi¬ nies en relation avec la figure 4. Chaque lame comporte une entrée de fluide 24 et une sortie de fluide 26, ainsi qu'éventuellement des passages 62, 64 et 66 pour relier en- 5 tre eux, dans des régions choisies, les différents canaux de circulation du fluide réfrigérant.
Les plaques adjacentes sont séparées entre elles par des intercalaires ondulés définissant des passages de circula¬ it) tion d'un flux d'air entre les ondulations des intercalai¬ res, de sorte que les lames de circulation individuelles du fluide réfrigérant traversant le faisceau alternent avec des passages de circulation du flux d'air extérieur.
15 Comme on le voit sur les différentes variantes de configu¬ rations de plaques illustrées figure 12a à 12c, chaque pla¬ que est agencée pour que le fluide réfrigérant circule suc¬ cessivement dans les différentes lames de circulation selon la configuration décrite plus haut en référence à la figure
20 4. Dans ces variantes des figures 8a à 8c, la présence des passages 62 et/ou 64 et/ou 66 permet un brassage intermé¬ diaire du fluide réfrigérant au cours de ce trajet, ce qui permet de réduire corrélativement la dimension des ailettes intercalaires .
25
Les figures 13a à 13d illustrent une autre série de confi¬ gurations de plaques, sans brassage intermédiaire du fluide réfrigérant. Ces configurations sont adaptées à des ailet¬ tes de plus grande dimension. Ces variantes diffèrent no-
30 tamment par la possibilité de prévoir des conduites d'en¬ trée 24 et de sortie 26 présentant des sections différen¬ tes, telles que présentées en figures 13b et 13c, éventuel- lement avec des lames de circulation respectives de largeur différente, notamment une largeur plus importante pour la lame définissant la nappe additionnelle 18 parcourue par le fluide avant la sortie 26. Les variantes des figures 13c et 13d prévoient une section non plus circulaire mais ovale pour l'entrée 24 et/ou la sortie 26 de fluide. Ces sections sont adaptées à des tubulures d'admission ou de collecte du fluide réfrigérant présentant une section correspondante.
Les configurations des figures 13c et 13d diffèrent par ailleurs entre elles par la position relative de l'entrée 24 et de la sortie 26 du fluide réfrigérant, qui sont rap¬ prochées dans le cas de la figure 13c et éloignées dans le cas de la figure 13d, pour s'adapter à des configurations de tubulures d'admission et de collecte de fluide corres¬ pondantes .
Les figures 14a et 14b illustrent deux configurations pos¬ sibles de plaques permettant de réaliser un échangeur à quatre passes selon le troisième mode de réalisation de l'invention tel que décrit plus haut en référence à la fi¬ gure 6.
L 'échangeur est formé d'un empilement de plaques identi- ques, telles que celle illustrée aux figures 12a à 12c. Chacune des plaques délimite des lames de circulation pa¬ rallèles parcourues successivement par le fluide réfrigé¬ rant, et correspondant à une conduite respective de chacune des nappes successives 42, 44, 46 et 18, telles que décri- tes en relation avec la figure 4. Chaque lame comporte une entrée de fluide 24 et une sortie de fluide 26, ainsi qu'éventuellement des passages tels que 62, 64, 66 pour re- lier entre eux, dans des régions choisies, les différents canaux de circulation du fluide réfrigérant et permettre un brassage intermédiaire du fluide réfrigérant au cours de son trajet dans l'échangeur, ce qui permet de réduire cor- relativement la dimension des ailettes intercalaires sépa¬ rant les plaques de l'empilement.
Les figures 15a à 15c illustrent une autre série de confi¬ gurations de plaques, adaptées à des ailettes de plus grande dimension. Ces variantes diffèrent notamment par la possibilité de prévoir une conduite de sortie 26 présentant de plus grande section, comme l'exemple de la figure 15b, éventuellement avec une largeur plus importante pour la lame définissant la nappe additionnelle 18 parcourue par le fluide avant la sortie de fluide 26, ou, selon l'exemple de la figure 15c, par la présence d'un unique passage 62 per¬ mettant un brassage du fluide réfrigérant à mi-parcours.
La variante de la figure 16 permet de donner des sections ovales à l'entrée 24 et à la sortie 26 du fluide réfrigé¬ rant. Ces sections sont adaptées à des tubulures d'admis¬ sion ou de collecte du fluide présentant une section cor¬ respondante .
Les figures 17a et 17b illustrent deux configurations pos¬ sibles de plaques permettant de réaliser un échangeur à six passes, correspondant au deuxième mode de réalisation de l'invention présentée en figure 5. La configuration de plaque de la figure 17a est dérivée de celle de la figure 13a, avec deux lames supplémentaires de circulation de fluide. La configuration de plaque de la figure 17b est dérivée de la même façon de celle de la figure 13c. Les figures 18a et 18b illustrent deux configurations pos¬ sibles de plaques permettant de réaliser un échangeur à six passes, correspondant au troisième mode de réalisation de l'invention présenté figure 7. La configuration de plaque de la figure 18a est dérivée de celle de la figure 15a, avec deux lames de circulation de fluide supplémentaires. La configuration de plaque de la figure 18b est dérivée de la même façon de celle de la figure 16.
Dans tous les exemples de réalisation décrits précédemment, il est possible de prévoir sur la paroi des plaques, dans la région des lames de circulation du fluide, des reliefs en forme de nervures ou de bossages (ou dimples) , pour pro- curer une meilleure résistance à la pression du circuit de fluide réfrigérant, ainsi qu'un meilleur échange thermique entre le fluide réfrigérant circulant d'un côté de la paroi de la plaque et l'air circulant de l'autre côté de cette même paroi.
Selon les besoins d'échanges thermiques au sein de l' échan¬ geur thermique et afin d'obtenir de meilleures performances de refroidissement, un meilleur coefficient de performance (COP) global du système et une meilleure homogénéité de la température, il est possible de définir une ou plusieurs passes dans les nappes.
La présente invention trouve une application particulière dans les circuits thermodynamiques à fluides réfrigérants, notamment les installations de chauffage, ventilation et/ou climatisation et en particulier dans le domaine des équipements des véhicules automobiles. Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple et englobe d'autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre des revendica¬ tions et notamment toutes combinaisons des différents modes de réalisation décrits précédemment.

Claims

Revendications
1. Évaporateur (10), notamment pour un circuit de climati¬ sation de véhicule automobile, comportant :
— un cœur d' évaporateur (12) comprenant au moins une pre- mière et une deuxième nappes (14, 16 ; 42, 44, 46 ; 42,
44, 46, 48, 50) s'étendant selon des plans parallèles, chaque nappe étant formée d'une série de conduites pa¬ rallèles parcourues par un fluide réfrigérant à évapo¬ rer, de manière à refroidir un flux d'air traversant les plans des nappes (14, 16 ; 42, 44, 46 ; 42, 44, 46, 48, 50), et
— des moyens répartiteurs de fluide (20, 22) disposés aux deux extrémités des nappes et reliés à une entrée de fluide (24) et à une sortie de fluide (26), ces moyens répartiteurs (20, 22) étant configurés de manière à as¬ surer la distribution et la collecte du fluide dans les différentes conduites de chacune des nappes (14, 16 ; 42, 44, 46 ; 42, 44, 46, 48, 50) en définissant entre les moyens répartiteurs (20, 22) une circulation du fluide dans un sens donné pour chaque conduite, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une nappe addi¬ tionnelle (18) disposée adjacente au cœur d' évaporateur (12) et coopérant avec les moyens répartiteurs (20, 22) de manière à recevoir le fluide ayant circulé dans le cœur d' évaporateur (12) et à délivrer celui-ci à la sortie de fluide (26) .
2. Évaporateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la nappe additionnelle (18) est disposée adjacente au cœur d' évaporateur du côté du flux d'air incident (28) .
3. Évaporateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins une partie du fluide réfrigérant circule dans la nappe additionnelle (18) selon une passe à contre- flux par rapport à une passe dans le cœur d' évaporateur (12) .
4. Évaporateur selon l'une des revendications 1 à 3, carac¬ térisé en ce que les moyens répartiteurs (20, 22) sont configurés de manière à définir au moins deux passes de fluide différents en sens opposés dans chacune des première et deuxième nappes (14; 42, 44, 46 ; 42, 44, 46, 48, 50) du cœur d' évaporateur (12)
5. Évaporateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens répartiteurs (20, 22) sont configurés de manière à définir une passe dans un seul sens dans la nappe additionnelle (18) .
6. Évaporateur selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce que la première nappe (14) comprend un nombre de passes de fluide successifs (30, 32, 34) qui est supérieur au nombre de passes (36, 38) de la deuxième nappe (16), de manière à présenter, pour chacun des passes des différentes nappes successives, des sections totales d'écoulement du fluide qui soient décroissantes de la pre¬ mière nappe (14) à la deuxième nappe (16), et de la deuxième nappe (16) à la nappe additionnelle (18) .
7. Évaporateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première nappe (14) est située du côté de l'entrée de fluide (24) .
8. Évaporateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dimensions relatives des condui¬ tes de la nappe additionnelle (18) et de conduites du cœur d' évaporateur (12) sont choisies de manière que la section d'ensemble totale (D2) des conduites de la nappe addition¬ nelle (18) soit inférieure à la section d'ensemble totale (Di) des conduites des nappes du cœur d' évaporateur (12) .
9. Évaporateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que les dimensions relatives des conduites de la nappe ad¬ ditionnelle (18) et de celles du cœur d' évaporateur (12) sont choisies de manière que la section d'ensemble totale (D2) des conduites de la nappe additionnelle (18) soit in¬ férieure au tiers de la section d'ensemble totale (Di) des conduites des nappes du cœur d' évaporateur (12) .
10. Évaporateur selon l'une des revendications précéden- tesl, caractérisé en ce que les moyens répartiteurs (20, 22) sont configurés de manière à permettre l'entrée du fluide réfrigérant dans la nappe (46) du cœur d' évaporateur (12) adjacente à la nappe additionnelle (18) et le trans¬ fert vers la nappe additionnelle (18), après traversée du cœur d' évaporateur (12), du fluide issu de la nappe (42 ; 48) située à l'opposé de la nappe additionnelle (18) .
11. Évaporateur selon l'une des revendications 1 à 9, ca¬ ractérisé en ce que, les moyens répartiteurs (20, 22) sont configurés de manière à permettre l'entrée du fluide réfri¬ gérant dans la nappe (42 ; 48) située à l'opposé de la nappe additionnelle (18) (18), et le transfert vers la nappe additionnelle (18), après traversée du cœur d'évapo- rateur (12), du fluide issu de la nappe (46) située adja¬ cente à la nappe additionnelle (18) .
12. Évaporateur selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le cœur d' évaporateur (12) comporte trois nap¬ pes (42, 44, 46) ou cinq nappes (42, 44, 46, 48, 50) ou sept nappes, de manière à définir dans l'ensemble de 1 ' éva¬ porateur respectivement au moins quatre passes ou six pas¬ ses ou huit passes de fluide différents en sens opposés.
13. Évaporateur selon l'une des revendications précédentes, comprenant une série de plaques individuelles d'échange de chaleur définissant des lames de circulation parallèles parcourues successivement par le fluide réfrigérant et cor¬ respondant à une conduite respective de chacune des nappes successives du cœur d' évaporateur et de la nappe addition- nelle (18) .
14. Évaporateur selon la revendications 13, caractérisé en ce que les moyens répartiteurs (20, 22) sont formés par une configuration du circuit de fluide définie par chaque pla- que individuelle de l'empilement.
15. Évaporateur selon l'une des revendications 1 à 12, com¬ prenant une série de tubes individuels traversés par le fluide réfrigérant et correspondant à une conduite respec- tive de chacune des nappes successives (14, 16 ; 42, 44, 46 ; 42, 44, 46, 48, 50) du cœur d' évaporateur (12) et de la nappe additionnelle (18) .
16. Évaporateur selon la revendications 15, caractérisé en ce que les moyens répartiteurs (20, 22) sont formés par au moins une boîte collectrice réunissant les plaques ou tubes à au moins une de leurs extrémités.
17. Évaporateur selon l'une des revendications 13 à 16, ca¬ ractérisé en ce que les plaques ou tubes sont empilé (e) s en alternance avec des ailettes intercalaires traversées par le flux d'air.
18. Évaporateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, le fluide réfrigérant est un fluide azéotrope ou un fluide zéotrope.
PCT/EP2008/060904 2007-08-16 2008-08-20 Evaporateur à nappes multiples, en particulier pour un circuit de climatisation de véhicule automobile WO2009022020A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0705860 2007-08-16
FR0705860A FR2920045B1 (fr) 2007-08-16 2007-08-16 Evaporateur a nappes multiples, en particulier pour un circuit de climatisation de vehicule automobile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009022020A1 true WO2009022020A1 (fr) 2009-02-19

Family

ID=39361773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2008/060904 WO2009022020A1 (fr) 2007-08-16 2008-08-20 Evaporateur à nappes multiples, en particulier pour un circuit de climatisation de véhicule automobile

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2920045B1 (fr)
WO (1) WO2009022020A1 (fr)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013037898A1 (fr) * 2011-09-16 2013-03-21 Valeo Systemes Thermiques Evaporateur multi-nappes pour circuit de climatisation de véhicule automobile
FR2986312A1 (fr) * 2012-01-30 2013-08-02 Valeo Systemes Thermiques Echangeur thermique, tube plat et plaque correspondants
WO2014161836A1 (fr) 2013-04-04 2014-10-09 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Traitement de troubles métaboliques chez des équidés
CN105588372A (zh) * 2014-11-14 2016-05-18 杭州三花研究院有限公司 多层换热器及其使用方法
WO2018172712A1 (fr) * 2017-03-23 2018-09-27 Valeo Systemes Thermiques Evaporateur, notamment pour circuit de climatisation de véhicule automobile, et circuit de climatisation correspondant
WO2018206668A1 (fr) * 2017-05-10 2018-11-15 Valeo Systemes Thermiques Échangeur de chaleur optimisé ayant trois rangées de tubes
EP3485890A1 (fr) 2014-01-23 2019-05-22 Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH Traitement des troubles métaboliques chez les animaux canins
EP3721882A1 (fr) 2014-04-01 2020-10-14 Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH Traitement des troubles métaboliques chez les équidés
WO2020239533A1 (fr) * 2019-05-27 2020-12-03 Valeo Systemes Thermiques Bouteille pour condenseur a eau de vehicule automobile
WO2021105152A1 (fr) 2019-11-28 2021-06-03 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Utilisation d'inhibiteurs de sglt-2 dans le séchage de mammifères non humains
EP3862003A1 (fr) 2013-12-17 2021-08-11 Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH Un inhibiteur de sglt-2 pour le traitement des troubles métaboliques chez les félins
WO2021165177A1 (fr) 2020-02-17 2021-08-26 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Utilisation d'inhibiteurs de sglt-2 pour la prévention et/ou le traitement de maladies cardiaques chez les félins
WO2023006747A1 (fr) 2021-07-28 2023-02-02 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Utilisation d'inhibiteurs de sglt-2 pour la prévention et/ou le traitement de maladies rénales chez des mammifères non humains
WO2023006745A1 (fr) 2021-07-28 2023-02-02 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Utilisation d'inhibiteurs de sglt-2 pour la prévention et/ou le traitement de l'hypertension chez des mammifères non humains
WO2023006718A1 (fr) 2021-07-28 2023-02-02 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Utilisation d'inhibiteurs de sglt-2 pour la prévention et/ou le traitement de maladies cardiaques chez des mammifères non humains à l'exclusion de félins, en particulier des canidés
WO2023227492A1 (fr) 2022-05-25 2023-11-30 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Compositions pharmaceutiques aqueuses comprenant des inhibiteurs de sglt-2

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2044457A (en) * 1935-11-25 1936-06-16 Fred M Young Heat exchanger
EP0643278A2 (fr) * 1989-08-23 1995-03-15 Showa Aluminum Kabushiki Kaisha Evaporateur pour refroidisseurs dans les véhicules automobiles
EP0802383A2 (fr) * 1996-04-18 1997-10-22 Sanden Corporation Echangeur de chaleur multitubulaire avec disposition particulière des tubes
EP0947792A2 (fr) * 1998-04-03 1999-10-06 Denso Corporation Evaporateur pour réfrigérant et sa méthode de fabrication
DE10056074A1 (de) * 2000-11-07 2002-05-08 Behr Gmbh & Co Wärmeübertrager und Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers
EP1298401A2 (fr) * 2001-09-29 2003-04-02 Halla Climate Control Corporation Echangeur de chaleur
US20040216863A1 (en) * 2003-04-30 2004-11-04 Valeo, Inc. Heat exchanger
DE10349974A1 (de) * 2003-10-24 2005-05-25 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Austausch von Wärme
WO2005057098A1 (fr) * 2003-12-09 2005-06-23 Showa Denko K.K. Evaporateur
WO2005066565A1 (fr) * 2004-01-12 2005-07-21 Behr Gmbh & Co. Kg Echangeur de chaleur, destine notamment a un circuit de refrigerant a l'etat supercritique
US20060213651A1 (en) * 2003-07-08 2006-09-28 Showa Denko K.K. Heat exchanger
US20070096611A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 Dragi Antonijevic Multichannel flat tube for heat exchanger

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2044457A (en) * 1935-11-25 1936-06-16 Fred M Young Heat exchanger
EP0643278A2 (fr) * 1989-08-23 1995-03-15 Showa Aluminum Kabushiki Kaisha Evaporateur pour refroidisseurs dans les véhicules automobiles
EP0802383A2 (fr) * 1996-04-18 1997-10-22 Sanden Corporation Echangeur de chaleur multitubulaire avec disposition particulière des tubes
EP0947792A2 (fr) * 1998-04-03 1999-10-06 Denso Corporation Evaporateur pour réfrigérant et sa méthode de fabrication
DE10056074A1 (de) * 2000-11-07 2002-05-08 Behr Gmbh & Co Wärmeübertrager und Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers
EP1298401A2 (fr) * 2001-09-29 2003-04-02 Halla Climate Control Corporation Echangeur de chaleur
US20040216863A1 (en) * 2003-04-30 2004-11-04 Valeo, Inc. Heat exchanger
US20060213651A1 (en) * 2003-07-08 2006-09-28 Showa Denko K.K. Heat exchanger
DE10349974A1 (de) * 2003-10-24 2005-05-25 Behr Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Austausch von Wärme
WO2005057098A1 (fr) * 2003-12-09 2005-06-23 Showa Denko K.K. Evaporateur
WO2005066565A1 (fr) * 2004-01-12 2005-07-21 Behr Gmbh & Co. Kg Echangeur de chaleur, destine notamment a un circuit de refrigerant a l'etat supercritique
US20070096611A1 (en) * 2005-10-27 2007-05-03 Dragi Antonijevic Multichannel flat tube for heat exchanger

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013037898A1 (fr) * 2011-09-16 2013-03-21 Valeo Systemes Thermiques Evaporateur multi-nappes pour circuit de climatisation de véhicule automobile
FR2980260A1 (fr) * 2011-09-16 2013-03-22 Valeo Systemes Thermiques Evaporateur multi-nappes pour circuit de climatisation de vehicule automobile
JP2014526415A (ja) * 2011-09-16 2014-10-06 ヴァレオ システム テルミク 自動車の空調回路用の多層蒸発器
US9683764B2 (en) 2011-09-16 2017-06-20 Valeo Systemes Thermiques Multi-layer evaporator for motor vehicle air-conditioning circuit
FR2986312A1 (fr) * 2012-01-30 2013-08-02 Valeo Systemes Thermiques Echangeur thermique, tube plat et plaque correspondants
WO2013113687A1 (fr) * 2012-01-30 2013-08-08 Valeo Systemes Thermiques Echangeur thermique, tube plat et plaque correspondants
WO2014161836A1 (fr) 2013-04-04 2014-10-09 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Traitement de troubles métaboliques chez des équidés
EP4245765A2 (fr) 2013-04-04 2023-09-20 Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH Traitement de troubles métaboliques chez des équidés
EP4285995A2 (fr) 2013-12-17 2023-12-06 Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH Un inhibiteur de sglt-2 pour le traitement des troubles métaboliques chez les félins
EP3862003A1 (fr) 2013-12-17 2021-08-11 Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH Un inhibiteur de sglt-2 pour le traitement des troubles métaboliques chez les félins
EP3485890A1 (fr) 2014-01-23 2019-05-22 Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH Traitement des troubles métaboliques chez les animaux canins
EP4234012A2 (fr) 2014-01-23 2023-08-30 Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH Inhibiteurs de sglt2 pour le traitement des troubles métaboliques chez les animaux canins
EP3721882A1 (fr) 2014-04-01 2020-10-14 Boehringer Ingelheim Vetmedica GmbH Traitement des troubles métaboliques chez les équidés
CN105588372A (zh) * 2014-11-14 2016-05-18 杭州三花研究院有限公司 多层换热器及其使用方法
CN110582681A (zh) * 2017-03-23 2019-12-17 法雷奥热系统公司 特别用于机动车辆空调回路的蒸发器及相应的空调回路
WO2018172712A1 (fr) * 2017-03-23 2018-09-27 Valeo Systemes Thermiques Evaporateur, notamment pour circuit de climatisation de véhicule automobile, et circuit de climatisation correspondant
FR3064347A1 (fr) * 2017-03-23 2018-09-28 Valeo Systemes Thermiques Evaporateur, notamment pour circuit de climatisation de vehicule automobile, et circuit de climatisation correspondant
WO2018206668A1 (fr) * 2017-05-10 2018-11-15 Valeo Systemes Thermiques Échangeur de chaleur optimisé ayant trois rangées de tubes
FR3066261A1 (fr) * 2017-05-10 2018-11-16 Valeo Systemes Thermiques Echangeur de chaleur optimise a trois rangees de tubes
WO2020239533A1 (fr) * 2019-05-27 2020-12-03 Valeo Systemes Thermiques Bouteille pour condenseur a eau de vehicule automobile
FR3096764A1 (fr) * 2019-05-27 2020-12-04 Valeo Systemes Thermiques Bouteille pour condenseur a eau de vehicule automobile
WO2021105152A1 (fr) 2019-11-28 2021-06-03 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Utilisation d'inhibiteurs de sglt-2 dans le séchage de mammifères non humains
WO2021165177A1 (fr) 2020-02-17 2021-08-26 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Utilisation d'inhibiteurs de sglt-2 pour la prévention et/ou le traitement de maladies cardiaques chez les félins
WO2023006747A1 (fr) 2021-07-28 2023-02-02 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Utilisation d'inhibiteurs de sglt-2 pour la prévention et/ou le traitement de maladies rénales chez des mammifères non humains
WO2023006745A1 (fr) 2021-07-28 2023-02-02 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Utilisation d'inhibiteurs de sglt-2 pour la prévention et/ou le traitement de l'hypertension chez des mammifères non humains
WO2023006718A1 (fr) 2021-07-28 2023-02-02 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Utilisation d'inhibiteurs de sglt-2 pour la prévention et/ou le traitement de maladies cardiaques chez des mammifères non humains à l'exclusion de félins, en particulier des canidés
WO2023227492A1 (fr) 2022-05-25 2023-11-30 Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh Compositions pharmaceutiques aqueuses comprenant des inhibiteurs de sglt-2

Also Published As

Publication number Publication date
FR2920045B1 (fr) 2010-03-12
FR2920045A1 (fr) 2009-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2009022020A1 (fr) Evaporateur à nappes multiples, en particulier pour un circuit de climatisation de véhicule automobile
EP2340570B1 (fr) Element magnetocalorique
FR2847973A1 (fr) Echangeur de chaleur a inertie thermique pour circuit de fluide caloporteur, notamment de vehicule automobile.
EP0019508B1 (fr) Ensemble d'échange thermique du genre échangeur de chaleur à plaques
FR2855599A1 (fr) Echangeur de chaleur
EP2140218A1 (fr) Echangeur de chaleur pour fluides a circulation en u
FR2912995A1 (fr) Dispositif de controle thermique embarque a bord d'un engin spatial
FR2861166A1 (fr) Echangeur de chaleur utilisant un fluide d'accumulation
FR2718836A1 (fr) Echangeur de chaleur perfectionné à plaques brasées.
TWI551837B (zh) Air conditioner
FR2690503A1 (fr) Evaporateur à plaques à hautes performances thermiques fonctionnant en régime d'ébullition nucléée.
FR2914407A1 (fr) Evaporateur perfectionne pour circuit de refroidissement de vehicule automobile
FR2929388A1 (fr) Echangeur de chaleur a puissance frigorifique elevee
FR2939187A1 (fr) Echangeur de chaleur a spires et dispositif de climatisation comprenant un tel echangeur de chaleur
EP2756255A1 (fr) Evaporateur multi-nappes pour circuit de climatisation de véhicule automobile
EP2739918B1 (fr) Installation et procédé d'optimisation de fonctionnement d'une installation de pompe à chaleur
FR2515804A1 (fr) Echangeur de chaleur, comportant un faisceau de tubes orientes parallelement, pouvant etre sollicite par de l'air
FR3067797A1 (fr) Evaporateur a deux nappes, notamment pour circuit de climatisation de vehicule automobile, comprenant des tubes en "u" et circuit de climatisation correspondant
EP2115293A1 (fr) Systeme d'orientation d'un flux de gaz de combustion en re-circulation
WO2018134444A1 (fr) Circuit de circulation d'un fluide réfrigérant pour un évaporateur à deux nappes
FR2924491A1 (fr) Intercalaire ondule muni de persiennes pour echangeur de chaleur
FR2760078A1 (fr) Dispositif pour modifier la temperature d'un fluide
EP3002538B1 (fr) Echangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile
EP3568656B1 (fr) Evaporateur, notamment pour circuit de climatisation de véhicule automobile, et circuit de climatisation correspondant
JP7266026B2 (ja) 混合冷媒凝縮器の出口マニフォルド分離器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08787352

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08787352

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1