WO2013034270A1 - Dispositif de chauffage electrique pour vehicule automobile, et appareil de chauffage et/ou de climatisation associe - Google Patents

Dispositif de chauffage electrique pour vehicule automobile, et appareil de chauffage et/ou de climatisation associe Download PDF

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WO2013034270A1
WO2013034270A1 PCT/EP2012/003679 EP2012003679W WO2013034270A1 WO 2013034270 A1 WO2013034270 A1 WO 2013034270A1 EP 2012003679 W EP2012003679 W EP 2012003679W WO 2013034270 A1 WO2013034270 A1 WO 2013034270A1
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WO
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heating
heating module
channel
core
liquid
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/003679
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Inventor
Frédéric PIERRON
Laurent Tellier
José Leborgne
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Publication date
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    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/12—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium
    • F24H1/121—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium using electric energy supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24H1/162—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium in which the water is kept separate from the heating medium by tubes, e.g. bent in serpentine form helically or spirally coiled using electrical energy supply
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    • F24H9/00—Details
    • F24H9/0005—Details for water heaters
    • F24H9/001—Guiding means
    • F24H9/0015—Guiding means in water channels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2221—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid

Definitions

  • Electric heating device for a motor vehicle and associated heating and / or air-conditioning apparatus
  • the invention relates to an electric heating device for a motor vehicle.
  • the invention applies more particularly to heating and / or air conditioning of motor vehicles.
  • the heating of the air for heating the passenger compartment of a motor vehicle, as well as demisting and defrosting is ensured by passing an air flow through a heat exchanger, plus precisely by a heat exchange between the flow of air and a liquid.
  • this is the coolant in the case of a heat engine.
  • this heating mode may be unsuitable or insufficient to ensure a rapid and efficient heating of the passenger compartment, in particular to ensure a warming of the passenger compartment or defrosting or demisting before use of the vehicle in very cold environment or again when a very rapid rise in temperature is desired.
  • the heating function is no longer performed by the circulation of the coolant in the heat exchanger.
  • a water circuit can be provided for heating the passenger compartment.
  • This mode of heating may also be inadequate or insufficient to ensure a rapid and efficient heating of the passenger compartment of the vehicle.
  • an air-conditioning loop operating in heat pump mode.
  • the air conditioning loop conventionally to cool a flow of air with a refrigerant, is in this case used to heat the air flow. It is necessary to do this to use an evaporator of the air conditioning loop as a condenser.
  • Such an electric heating device can be adapted to heat upstream
  • the liquid such as the coolant for the engine, or the water for the liquid.
  • such electric heating devices including
  • heating elements such as temperature coefficient elements
  • these known electric heaters may have a
  • some known heaters may exhibit inertia
  • the invention therefore aims to at least partially overcome the
  • the subject of the invention is an electric heating device for
  • heating device comprising at least one
  • heating module for said liquid defining at least one liquid guiding circuit
  • the heating device may further comprise one or more of the following features, taken separately or in combination:
  • said device comprises at least a first heating module and at least a second heating module, and said heating modules respectively have a substantially cylindrical general shape and are arranged end to end in the longitudinal direction of said heating modules;
  • said device comprises at least a first and a second heating module defining at least two external guide circuits in series;
  • said core of a heating module comprises at least one longitudinal internal circulation channel
  • said at least one heating module defines at least one internal guiding circuit inside said at least one internal circulation channel, said internal guiding circuit being substantially parallel to said external guiding circuit;
  • said core of a heating module comprises at least one communication orifice between said internal circulation channel and said external guide circuit;
  • said device comprises at least one liquid inlet channel and at least one liquid outlet channel communicating with at least one guide circuit defined by said at least one heating module;
  • said input channel and said output channel are respectively arranged at the free end of a heating module
  • said device comprises at least one access channel between said input or output channel and said external guide circuit
  • said liquid inlet channel opens into said at least one internal circulation channel of said first heating module, and said liquid outlet channel opens into said at least one internal circulation channel of said second heating module;
  • said core of a heating module has at least one external groove on the face external facing said heating means;
  • said at least one outer groove is substantially helical or circular
  • said device is arranged in a heating circuit of the passenger compartment of said vehicle.
  • the invention also relates to a heating and / or air conditioning device for a motor vehicle, characterized in that it comprises an electric heating device as defined above.
  • FIG. 1 is a diagrammatic and simplified representation of a motor vehicle heating apparatus comprising an additional electric heating device
  • FIG. 2a is a perspective view of the heating device according to a first embodiment
  • FIG. 2b is a sectional view of the heating device of FIG. 2a according to the first embodiment
  • FIG. 3a is a perspective view of the heating device according to a second embodiment
  • FIG. 3b is a sectional view of the heating device of FIG. 3a according to the second embodiment
  • FIG. 3c is a simplified diagram of the sectional view of the heating device of FIG. 3b on which the substantially helical flow of the liquid to be heated is schematically represented;
  • FIG. 4a is a perspective view of the heating device according to a third embodiment
  • FIG. 4b is a sectional view of the heating device of FIG. 4a according to the third embodiment
  • FIG. 4c is a simplified diagram of the sectional view of the heating device of FIG. 4b on which two flows are schematically represented; parallel of the liquid to be heated,
  • FIG. 5a is a perspective view of the heating device according to a fourth embodiment
  • FIG. 5b is a sectional view of the heating device of FIG. 5a according to the fourth embodiment
  • FIG. 5c is a simplified diagram of the sectional view of the heating device of FIG. 5b on which is schematically represented the substantially circular flow of the liquid to be heated,
  • FIG. 6a is a perspective view of the heating device according to a fifth embodiment
  • FIG. 6b is a sectional view of the heating device of FIG. 6a according to the fifth embodiment.
  • FIG. 6c is a simplified diagram of the sectional view of the heating device of FIG. 6b on which the flow of the liquid to be heated is schematically represented.
  • Figure 1 schematically shows a part of a heater and / or air conditioning 1 of a motor vehicle, comprising a water heating circuit 3 for heating the passenger compartment of an electric vehicle.
  • This heating apparatus comprises, upstream of the water heating circuit 3, an additional electrical heating device 5 for heating the water before entering the heating circuit 3.
  • the electric heating device 5 is disposed upstream of the evaporator of an air conditioning loop capable of operating in heat pump mode, so as to heat the refrigerant.
  • This heater 5 has a generally cylindrical general shape.
  • the heating device 5 comprises, for example, at least a first heating module 7a and a second heating module 7b placed end-to-end.
  • a heating module 7a, 7b comprises a central core 11 and a heating means 13 made in the form of an enclosure surrounding the central core 11.
  • the central core 11 and the enclosure 13 are for example substantially cylindrical.
  • the central core 11 and the enclosure 13 may be concentric.
  • the central core 11 and the enclosure 13 define an external guide circuit 15 for the liquid to be heated between the central core 11 and the enclosure 13.
  • the outer surface of the central core 11 and the inner surface of the enclosure 13 define a circulation volume of the liquid to be heated around the core 11.
  • each heating module 7a, 7b comprises an external liquid guiding circuit 15 between the core 11 and the enclosure 13.
  • the term "external” is chosen here with reference to FIG. central core 11; indeed the external guide circuit 15 is defined with respect to the outer surface of the central core 11, it is outside the central core 11.
  • the two heating modules 7a, 7b are placed end to end in the longitudinal direction of the heating modules 7a, 7b.
  • This end-to-end arrangement of the heating modules 7a, 7b in the longitudinal direction makes it possible to reduce the size of the heating device in the other two dimensions.
  • the heating device 5 with such an arrangement of the heating modules 7a, 7b has a lower heating inertia compared to some known solutions of the prior art.
  • an intermediate piece 9 can be provided at the junction between the two heating modules 7a, 7b.
  • This intermediate piece 9 is for example of substantially annular shape complementary to the cylindrical shape of the heating device 5.
  • the intermediate part 9 is for example made in two complementary parts 9a, 9b respectively associated with a heating module 7a, 7b.
  • the two parts 9a, 9b may have complementary fixing means, such as clipping means.
  • Each portion 9a, 9b of the intermediate piece 9 as illustrated in Figure 2b has for example a portion which abuts against the inner surface of the enclosure 13, that is to say the surface of the enclosure 13 facing the core 11, and a portion protruding from the outer surface of the enclosure 13, opposite the inner surface.
  • the disturbance elements of the flow of the liquid in the external guide circuit 15 can be arranged so as to increase the heat exchange between the liquid and the enclosure 13 carrying a heating means.
  • the core 11 has a substantially constant section or conversely scalable.
  • the enclosure 13 for its part, may for example have at least one resistive track connected to a control means (not shown in the figures).
  • the resistive track or tracks are for example made by screen printing on the external surface of the enclosure 13, that is to say opposite to the surface of the enclosure 13 facing the central core 11.
  • the heating device 5 may comprise sealing means (not visible in FIGS. 2a, 2b) arranged at the ends of each heating module 7a, 7b.
  • the heating device 5 further comprises at least one liquid inlet pipe 19 and at least one outlet pipe 21 of liquid.
  • the inlet and outlet pipes 19 and 19, for example, are respectively arranged projecting with respect to the heating device 5.
  • the heating device 5 comprises an inlet pipe 19 communicating with the first heating module 7a and an outlet pipe 21 communicating with the second heating module 7b.
  • the inlet pipe 19 has an inlet channel 23 for the admission of the liquid, this inlet channel 23 opens into the external guide circuit 15 of the first heating module 7a.
  • the outlet pipe 21 has an outlet channel 25 for discharging the liquid, this outlet channel 25 communicates with the external guide circuit 15 of the second heating module 7b.
  • At least one access channel 26 of the liquid is provided for the external guiding circuit 15, between the input channel 23 and the external guiding circuit 15 defined by the first heating module 7a.
  • at least one access channel 26 is provided between the outlet channel 25 and the external guide circuit 15 defined by the second heating module 7b.
  • inlet 23 and outlet 25 channels are respectively formed in the pipes 19,21 parallel to the longitudinal axis A of the device 5.
  • the inlet 19 and outlet 21 pipes are here substantially aligned.
  • the inlet and outlet pipes 19 and 19 are respectively coaxial with the central core 11 of the heating module. 7a, 7b associated.
  • inlet and outlet pipes 19 are neither coaxial with the cores 11 nor aligned with respect to each other.
  • the cores 11 of the heating modules 7a, 7b may respectively comprise at least one internal circulation channel 27.
  • the inlet channel 23 does not communicate with the internal circulation channel 27 of the first heating module 7a.
  • the outlet channel 25 does not communicate with the internal circulation channel 27 of the second heating module 7b.
  • At least one partition 28 is provided between the inlet or outlet channel 23 and the internal circulation channel 27 of the core 11, in particular in the case where the inlet or outlet pipe 19 is made. in one piece with a core 11.
  • heating modules 7a, 7b are placed end to end, their respective internal cavities 27 are in the extension of one another, and communicate.
  • each heating module 7a, 7b a communication port 29 between the internal circulation channel 27 of a core 11 and the external guide circuit 15 around the central core 11, so that the liquid flowing in the external guide circuit 15 can pass into the internal circulation channel 27.
  • the communication orifices 29 are here arranged near the junction between the two heating modules 7a, 7b, for example near the intermediate part 9.
  • the liquid enters the heating device 5 via the inlet pipe 19 on the side of the first heating module 7a.
  • the input channel 23 communicating with the external guide circuit 15 defined in the first heating module 7a, the liquid flows between the core 11 and the chamber 13 of the first heating module 7a, then passes inside the internal channel 27 of the first heating module 7a via the communication port 29.
  • the internal channel 27 of the first heating module 7a communicating with the internal channel 27 of the second heating module 7b, the liquid then passes to inside the second heating module 7b, and then spring around the central core 11 of the second heating module 7b via the communication port 29, before leaving the heating device 5 via the outlet channel 25 of the outlet pipe 21.
  • the flow of the liquid is substantially parallel to the longitudinal axis A of the heater 5. It is called linear flow.
  • the external guide circuits 15 of the two heating modules 7 are therefore in series.
  • This second embodiment differs from the first embodiment in that the central core 11 has an external groove 31, that is to say on the side of the core 11 vis-à-vis the enclosure 13, unlike the first embodiment where the cores 11 do not have an external groove.
  • This outer groove 31 is for example substantially helical.
  • inlet 19 and outlet 21 pipes are aligned without being coaxial with the cores 11, unlike the example illustrated in FIGS. 2a and 2b.
  • Tubings 19,21 are on the contrary eccentric.
  • the inlet and outlet pipes 19 and 21 are not aligned with respect to each other.
  • sealing means 33 are represented on the one hand between the enclosures 13 and the ends of the cores 11, and on the other hand between the enclosures 13 and the intermediate part 9.
  • the liquid enters the heating device 5 via the inlet pipe 19 on the side of the first heating module 7a.
  • the input channel 21 communicating with the external guide circuit 15 defined in the first heating module 7a, the liquid flows between the core 11 and the chamber 13 of the first heating module 7a, then passes inside the an internal circulation channel 27 of the first heating module 7a via the communication orifice 29.
  • the internal channel 27 of the first heating module 7a communicating with an internal circulation channel 27 of the second heating module 7b, the liquid then passes inside the second heating module 7b, then leaves around the central core 11 of the second heating module 7b via the communication port 29, before leaving the heating device 5 via the outlet channel 25 of the outlet pipe 21.
  • the external guide circuits 15 of the two heating modules 7 are always in series in this second embodiment.
  • the second embodiment with a helical flow although having a higher pressure drop in the first embodiment with a linear flow, makes it possible to reduce the surface temperature of the heating means.
  • the heat exchange coefficient is thus improved.
  • a third embodiment will now be described with reference to FIGS. 4a to 4c.
  • This third embodiment differs from the second embodiment in that for each heating module 7a, 7b, a first internal circulation channel 27a of the core 11 makes it possible to define an internal guiding circuit inside the core 11 substantially parallel to the external guide circuit 15 around the core 11.
  • the input channel 23 communicates with a first internal circulation channel 27a of the core 11 of the first heating module 7a.
  • the inlet channel 23 and the first internal circulation channel 27a of the core 11 of the first heating module 7a are in the extension of one another without the partition 28 shown in Figures 3b and 3c.
  • the liquid introduced into the heating device 5 via the inlet channel 23 flows inside the core 11 of the first heating module 7a.
  • the access channel 26 made in the core 11 of the first heating module 7a allows a portion of the liquid arriving via the inlet channel 23 to flow into the external guide circuit 15 defined around the core 11 of the first heating module 7a.
  • the outlet channel 25 communicates with a first internal circulation channel 27a of the core 11 of the second heating module 7b.
  • the outlet channel 25 and the first internal circulation channel 27a of the core 11 of the second heating module 7b are in the extension of one another without a partition 28.
  • the liquid flowing to the the inside of the core 11 of the second heating module 7b is discharged via the outlet channel 25.
  • the access channel 26 made in the core 11 of the second heating module 7b allows the liquid flowing in the external guide circuit 15 defined around the core 11 of the second heating module 7b to be evacuated via the channel output 25.
  • the internal guiding circuit substantially parallel to the external guiding circuit 15 is thus defined.
  • the two heating modules 7a, 7b are thus arranged so that the first internal circulation channel 27a of the core 11 of the first heating module 7a communicates with the external guide circuit 15 defined in the second heating module 7b, and that the first internal circulation channel 27a of the core 11 of the second heating module 7b communicates with the external guide circuit 15 defined in the first heating module 7a.
  • the second heating module 7b has, for example:
  • a second internal circulation channel 27b arranged opposite and in the extension of the first internal circulation channel 27a of the first heating module 7a when the two heating modules 7a, 7b are placed end to end, and a communication orifice 29 between this second internal cavity 27b and the external guide circuit 15 of the second heating module 7b.
  • the first heating module 7a has for example:
  • This third proposed embodiment illustrated in FIGS. 4a to 4c makes it possible to significantly lower the pressure drop, for example at a pressure drop of the order of 56 mbar at 1000 L / h.
  • the two cores 11, for example plastic, suitable for the flow of the fluid are identical, so that only one tool is needed.
  • This fourth embodiment differs from the first and second embodiments in that the cores 11 of the heating modules 7a, 7b respectively have a plurality of circular grooves 131 and a communication orifice 29 at each groove 131. so that the internal circulation channels 27a, 27b communicate with the external guide circuit 15.
  • each heating module 7a, 7b a first internal circulation channel 27a and a second internal circulation channel 27b.
  • the first internal circulation channel 27a is in the extension of the inlet 23 or outlet 25 channel and facing the first internal channel 27a of the other heating module 7a, 7b, while the second internal circulation channel 27b is open at its end arranged opposite and in the extension of the second internal circulation channel 27b of the other heating module 7a, 7b when the two heating modules 7a, 7b are placed end to end.
  • the first internal channels 27a of the two heating modules 7a and 7b are mounted vis-a-vis.
  • the second internal channels 27b of the two heating modules 7a and 7b are mounted facing each other in a communicating manner.
  • the liquid enters the first heating module 7a through the inlet channel 23, flows into the first internal circulation channel 27a and flows via the communication ports 29 circularly around the core 11 and between in the second internal circulation channel 27b to come out in the second internal circulation channel 27b communicating with the second heating module 7b.
  • the liquid flows in a circular manner around the core 11 of the second heating module 7b and enters the first internal circulation channel 27a before exiting through the outlet channel 25 communicating with the first channel internal circulation 27a of the second heating module 7b.
  • the liquid flows in series between the first 7a and the second 7b heating modules.
  • the liquid flow is substantially circular.
  • the fourth proposed embodiment illustrated in FIGS. 5a to 5c with a so-called circular flow makes it possible to achieve losses of the order of 100 mbar at 1000 L / h.
  • This fourth embodiment also makes it possible to limit the surface temperature of the heating means to levels below 200 ° C.
  • the cores 11, for example plastic, specific to the fluid flow are substantially symmetrical with respect to the junction plane of the two heating modules 7a, 7b end to end.
  • FIGS. 6a to 6c illustrate a fifth embodiment which differs from the fourth embodiment in that the internal circulation channels 27a and 27b of the cores 11 of the two heating modules 7a, 7b make it possible to define an internal guiding circuit for the liquid substantially linear parallel to the substantially circular flow described above.
  • the first internal circulation channel 27a communicating with the inlet channel 23 is open at its end opposite the second internal circulation channel 27b of the other heating module 7b so as to also communicate with this second internal circulation channel 27b.
  • the second internal circulation channel 27b of the first heating module 7a is open at its end opposite the first internal circulation channel 27a of the other heating module 7b communicating with the outlet channel 25.
  • the two heating modules 7a, 7b are mounted in reverse.
  • the liquid enters the first heating module 7a through the inlet channel 23, flows into the first internal circulation channel 27a of the first heating module 7a.
  • a first part of the liquid flows via the communication orifices 29 in a circular manner around the core 11 and enters the second internal circulation channel 27b to emerge in the first internal circulation channel 27a of the second heating module 7b up to be evacuated via the outlet channel 25 communicating with the first internal circulation channel 27a of the second heating module 7b.
  • the other part of the liquid introduced via the inlet channel 23 continues to flow in the first internal circulation channel 27a of the first heating module 7a and enters the second internal circulation channel 27b of the second heating module 7b . Due to the communication ports 129, the liquid flows in a circular manner around the core 11 of the second heating module 7b and enters the first internal circulation channel 27a before exiting through the outlet channel 25 communicating with the first channel internal circulation 27a of the second heating module 7b.
  • the fifth proposed embodiment illustrated in Figures 6a to 6c can significantly reduce the pressure drop.
  • the two cores 11, for example plastic, suitable for the flow of the fluid are identical, so that only one tool is necessary.
  • a heating device 5 comprising at least two heating modules 7a, 7b placed end to end has a smaller footprint compared to the solutions of the prior art, while having a low heating inertia and allowing a reduction of the pressure drop.
  • the arrangement of the heating modules 7a, 7b can be adapted for a series flow in the two heating modules 7a, 7b or for two parallel flows.
  • the flow of the liquid can follow a substantially linear trajectory, helical or circular depending on the required performance.

Abstract

L'invention concerne un dispositif de chauffage électrique de liquide pour véhicule automobile, ledit dispositif de chauffage comprenant au moins un module de chauffe (7a, 7b) dudit liquide définissant au moins un circuit de guidage du liquide à chauffer, tels que ledit au moins un module de chauffe (7a, 7b) comprenne un noyau (11) et un moyen de chauffe (13) entourant ledit noyau (11) de façon à définir un circuit de guidage externe (15) autour dudit noyau (11). L'invention concerne également un appareil de chauffage et/ou climatisation pour véhicule automobile comprenant un tel dispositif de chauffage (5).

Description

Dispositif de chauffage électrique pour véhicule automobile, et appareil de chauffage et/ou de climatisation associé
L'invention concerne un dispositif de chauffage électrique pour véhicule automobile. L'invention s'applique plus particulièrement aux appareils de chauffage et/ou climatisation de véhicules automobiles.
De façon habituelle, le réchauffage de l'air destiné au chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile, ainsi qu'au désembuage et au dégivrage est assuré par passage d'un flux d'air à travers un échangeur de chaleur, plus précisément par un échange de chaleur entre le flux d'air et un liquide.
En général, il s'agit du liquide de refroidissement dans le cas d'un moteur thermique.
Toutefois, ce mode de chauffage peut s'avérer inadapté ou insuffisant pour garantir un chauffage rapide et efficace de l'habitacle du véhicule, en particulier pour assurer un réchauffement de l'habitacle ou dégivrage ou désembuage avant utilisation du véhicule en environnement très froid ou encore lorsqu'une montée très rapide de la température est souhaitée.
Dans le cas d'un véhicule électrique, la fonction de chauffage n'est plus réalisée par la circulation du liquide de refroidissement dans l'échangeur de chaleur.
On peut prévoir un circuit d'eau pour le chauffage de l'habitacle.
Ce mode de chauffage peut aussi s'avérer inadapté ou insuffisant pour garantir un chauffage rapide et efficace de l'habitacle du véhicule.
Par ailleurs, afin de réduire l'encombrement et le coût dû au circuit d'eau supplémentaire, il est également connu d'utiliser pour le véhicule électrique, une boucle de climatisation fonctionnant en mode pompe à chaleur. Ainsi, la boucle de climatisation permettant classiquement de refroidir un flux d'air à l'aide d'un fluide réfrigérant, est dans ce cas utilisée de façon à réchauffer le flux d'air. Il convient pour ce faire d'utiliser un évaporateur de la boucle de climatisation comme un condenseur.
Toutefois, ce mode de chauffage aussi peut s'avérer inadapté ou insuffisant. En effet, les performances de la boucle de climatisation en mode pompe à chaleur dépendent des conditions climatiques extérieures; et en cas d'air extérieur avec une
température trop basse cet air ne peut pas être utilisé comme source d'énergie thermique.
Pour pallier ces inconvénients de l'art antérieur, une solution connue consiste à
adjoindre à l'échangeur de chaleur ou au circuit d'eau ou encore à la boucle de
climatisation, un dispositif de chauffage électrique additionnel.
Un tel dispositif de chauffage électrique peut être adapté pour chauffer en amont
le liquide, tel que le liquide de refroidissement pour le moteur thermique, ou l'eau pour
le circuit d'eau de chauffage de l'habitacle du véhicule électrique ou encore le fluide
réfrigérant de la boucle de climatisation.
On connaît par exemple de tels dispositifs de chauffage électriques comprenant
une pluralité d'éléments chauffants, tels que des éléments à coefficient de température
positif ou PTC pour l'anglais "Positive Température Coefficient", reçus dans un boîtier
de manière à définir une chambre de chauffage autour de la pluralité des éléments
chauffants PTC et dans laquelle le liquide à chauffer circule.
Toutefois, de tels dispositifs de chauffage présentent un encombrement
relativement important et en outre peuvent être assez lourds.
De plus, ces dispositifs de chauffage électriques connus peuvent présenter une
perte de charge relativement importante qui ne rentrent pas en adéquation avec les
valeurs de référence imposées par certains constructeurs automobiles.
En outre, certains dispositifs de chauffage connus peuvent présenter une inertie
de chauffe importante limitant les performances thermiques.
L'invention a donc pour objectif de pallier au moins partiellement les
inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de chauffage électrique de
plus faible encombrement tout en limitant la perte de charge et l'inertie de chauffe.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de chauffage électrique de
liquide pour véhicule automobile, ledit dispositif de chauffage comprenant au moins un
module de chauffe dudit liquide définissant au moins un circuit de guidage du liquide à
chauffer, caractérisé en ce que ledit au moins un module de chauffe comprend un noyau
et un moyen de chauffe entourant ledit noyau de façon à définir un circuit de guidage
externe autour dudit noyau.
J Le dispositif de chauffage peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
- ledit dispositif comprend au moins un premier module de chauffe et au moins un deuxième module de chauffe, et lesdits modules de chauffe présentent respectivement une forme générale sensiblement cylindrique et sont agencés bout à bout dans le sens longitudinal desdits modules de chauffe ;
- ledit dispositif comprend au moins un premier et un deuxième modules de chauffe définissant au moins deux circuits de guidage externes en série ;
- ledit noyau d'un module de chauffe comporte au moins un canal de circulation interne longitudinal ;
- ledit au moins un module de chauffe définit au moins un circuit de guidage interne à l'intérieur dudit au moins un canal de circulation interne, ledit circuit de guidage interne étant sensiblement parallèle audit circuit de guidage externe ;
- ledit noyau d'un module de chauffe comporte au moins un orifice de communication entre ledit canal de circulation interne et ledit circuit de guidage externe ;
- ledit dispositif comporte au moins un canal d'entrée de liquide et au moins un canal de sortie de liquide communiquant avec au moins un circuit de guidage défini par ledit au moins un module de chauffe ;
- ledit canal d'entrée et ledit canal de sortie sont respectivement agencés à l'extrémité libre d'un module de chauffe ;
- ledit canal d'entrée et ledit canal de sortie sont respectivement réalisés d'une seule pièce avec un module de chauffe ;
- ledit dispositif comporte au moins un canal d'accès entre ledit canal d'entrée ou de sortie et ledit circuit de guidage externe ;
- ledit canal d'entrée de liquide débouche dans ledit au moins un canal de circulation interne dudit premier module de chauffe, et ledit canal de sortie de liquide débouche dans ledit au moins un canal de circulation interne dudit deuxième module de chauffe ;
- ledit noyau d'un module de chauffe présente au moins une rainure externe sur la face externe en regard dudit moyen de chauffe ;
- ladite au moins une rainure externe est sensiblement hélicoïdale ou circulaire ;
- ledit dispositif est agencé dans un circuit de chauffage de l'habitacle dudit véhicule.
L'invention concerne également un appareil de chauffage et/ou climatisation pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de chauffage électrique tel que défini précédemment.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 représente de façon schématique et simplifiée un appareil de chauffage de véhicule automobile comprenant un dispositif de chauffage électrique additionnel,
- la figure 2a est une vue en perspective du dispositif de chauffage selon un premier mode de réalisation,
- la figure 2b est une vue en coupe du dispositif de chauffage de la figure 2a selon le premier mode de réalisation,
- la figure 3 a est une vue en perspective du dispositif de chauffage selon un deuxième mode de réalisation,
- la figure 3b est une vue en coupe du dispositif de chauffage de la figure 3 a selon le deuxième mode de réalisation,
- la figure 3 c est un schéma simplifié de la vue en coupe du dispositif de chauffage de la figure 3b sur lequel on a représenté de façon schématique l'écoulement sensiblement hélicoïdal du liquide à chauffer,
- la figure 4a est une vue en perspective du dispositif de chauffage selon un troisième mode de réalisation,
- la figure 4b est une vue en coupe du dispositif de chauffage de la figure 4a selon le troisième mode de réalisation,
- la figure 4c est un schéma simplifié de la vue en coupe du dispositif de chauffage de la figure 4b sur lequel on a représenté de façon schématique deux écoulements parallèles du liquide à chauffer,
- la figure 5a est une vue en perspective du dispositif de chauffage selon un quatrième mode de réalisation,
- la figure 5b est une vue en coupe du dispositif de chauffage de la figure 5a selon le quatrième mode de réalisation,
- la figure 5c est un schéma simplifié de la vue en coupe du dispositif de chauffage de la figure 5b sur lequel on a représenté de façon schématique l'écoulement sensiblement circulaire du liquide à chauffer,
- la figure 6a est une vue en perspective du dispositif de chauffage selon un cinquième mode de réalisation,
- la figure 6b est une vue en coupe du dispositif de chauffage de la figure 6a selon le cinquième mode de réalisation, et
- la figure 6c est un schéma simplifié de la vue en coupe du dispositif de chauffage de la figure 6b sur lequel on a représenté de façon schématique l'écoulement du liquide à chauffer.
Dans ces figures, les éléments sensiblement identiques portent les mêmes références.
La figure 1 montre de façon schématique une partie d'un appareil de chauffage et/ou climatisation 1 de véhicule automobile, comprenant un circuit de chauffage d'eau 3 pour le chauffage de l'habitacle d'un véhicule électrique.
Cet appareil de chauffage comprend en amont du circuit de chauffage d'eau 3 un dispositif de chauffage électrique 5 additionnel pour chauffer l'eau avant son entrée dans le circuit de chauffage 3.
On a représenté ici le cas d'un circuit d'eau pour le chauffage de l'habitacle d'un véhicule électrique.
Bien entendu, on peut aussi prévoir que le dispositif de chauffage électrique 5 soit disposé en amont de l'évaporateur d'une boucle de climatisation apte à fonctionner en mode pompe à chaleur, de façon à chauffer le fluide réfrigérant.
On pourrait encore prévoir un tel dispositif de chauffage électrique 5 en amont d'un échangeur de chaleur utilisant le liquide de refroidissement du moteur thermique comme liquide caloporteur. On pourrait aussi prévoir un tel dispositif de chauffage électrique 5 en amont d'un échangeur de chaleur destiné à la régulation thermique d'un dispositif de stockage de l'énergie électrique, parfois qualifié d'ensemble de batteries, pour un véhicule à propulsion électrique ou hybride.
En référence aux figures 2a et 2b, on décrit maintenant plus en détail un premier mode de réalisation de ce dispositif de chauffage électrique 5.
Ce dispositif de chauffage 5 présente une forme générale sensiblement cylindrique.
Le dispositif de chauffage 5 comporte par exemple au moins un premier module de chauffe 7a et un deuxième module de chauffe 7b mis bout à bout.
Un module de chauffe 7a, 7b comprend un noyau central 11 et un moyen de chauffe 13 réalisé sous la forme d'une enceinte entourant le noyau central 11.
Le noyau central 11 et l'enceinte 13 sont par exemple sensiblement cylindriques.
Le noyau central 11 et l'enceinte 13 peuvent être concentriques.
Le noyau central 11 et l'enceinte 13 définissent un circuit de guidage externe 15 du liquide à chauffer entre le noyau central 11 et l'enceinte 13. En d'autres termes, la surface externe du noyau central 11 et la surface interne de l'enceinte 13 définissent un volume de circulation du liquide à chauffer autour du noyau 11.
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 2a et 2b, chaque module de chauffe 7a, 7b comprend un circuit de guidage 15 externe du liquide entre le noyau 11 et l'enceinte 13. Le terme « externe » est choisi ici en référence au noyau central 11 ; en effet le circuit de guidage externe 15 est défini par rapport à la surface externe du noyau central 11 , il est à l'extérieur du noyau central 11.
Les deux modules de chauffe 7a, 7b sont mis bout à bout dans le sens longitudinal des modules de chauffe 7a, 7b.
Cette disposition bout à bout des modules de chauffe 7a,7b dans le sens longitudinal permet de réduire l'encombrement du dispositif de chauffage dans les deux autres dimensions. De plus, le dispositif de chauffage 5 avec un tel agencement des modules de chauffe 7a, 7b présente une inertie de chauffe moins élevée par rapport à certaines solutions connues de l'art antérieur.
En outre, la Demanderesse a constaté qu'avec un tel dispositif de chauffage 5 on obtient une perte de charge inférieure à 100 mbar à 1000L/h. Ces résultats permettent de répondre aux contraintes relatives à la perte de charge imposées par certains constructeurs automobiles.
Par ailleurs, on peut prévoir une pièce intermédiaire 9 à la jonction entre les deux modules de chauffe 7a,7b.
Cette pièce intermédiaire 9 est par exemple de forme sensiblement annulaire complémentaire de la forme cylindrique du dispositif de chauffage 5.
La pièce intermédiaire 9 est par exemple réalisée en deux parties 9a, 9b complémentaires respectivement associées à un module de chauffe 7a,7b.
Les deux parties 9a,9b peuvent présenter des moyens de fixation complémentaires, tels que des moyens de clippage.
Chaque partie 9a,9b de la pièce intermédiaire 9 telle qu'illustrée sur la figure 2b présente par exemple une portion qui vient en appui contre la surface interne de l'enceinte 13, c'est-à-dire la surface de l'enceinte 13 orientée vers le noyau 11, et une portion formant saillie par rapport à la surface externe de l'enceinte 13, opposée à la surface interne.
Par ailleurs, on peut disposer des éléments de perturbation de l'écoulement du liquide dans le circuit de guidage externe 15 de façon à augmenter l'échange thermique entre le liquide et l'enceinte 13 portant un moyen de chauffe.
De plus, on peut prévoir que le noyau 11 présente une section sensiblement constante ou au contraire évolutive.
Avec une section sensiblement constante du noyau central 11, le liquide s'écoule avec une vitesse constante dans le circuit de guidage externe 15.
Au contraire, avec une section évolutive la vitesse d'écoulement est modifiée le long du circuit de guidage externe 15. L'enceinte 13, quant à elle, peut par exemple présenter au moins une piste résistive connectée à un moyen de commande (non représenté sur les figures). La ou les pistes résistives sont par exemple réalisées par sérigraphie sur la surface externe de l'enceinte 13, c'est-à-dire opposée à la surface de l'enceinte 13 en regard du noyau central 11.
Le dispositif de chauffage 5 peut comprendre des moyens d'étanchéité (non visibles sur les figures 2a,2b) agencés au niveau des extrémités de chaque module de chauffe 7a, 7b.
Le dispositif de chauffage 5 comporte en outre au moins une tubulure d'entrée de liquide 19 et au moins une tubulure de sortie 21 de liquide.
Les tubulures d'entrée 19 et de sortie 21 sont par exemple respectivement agencées en saillie par rapport au dispositif de chauffage 5.
Selon le premier mode de réalisation, le dispositif de chauffe 5 comporte une tubulure d'entrée 19 communiquant avec le premier module de chauffe 7a et une tubulure de sortie 21 communiquant avec le deuxième module de chauffe 7b.
A cet effet, la tubulure d'entrée 19 présente un canal d'entrée 23 pour l'admission du liquide, ce canal d'entrée 23 débouche dans le circuit de guidage externe 15 du premier module de chauffe 7a. De même, la tubulure de sortie 21 présente un canal de sortie 25 pour l'évacuation du liquide, ce canal de sortie 25 communique avec le circuit de guidage externe 15 du deuxième module de chauffe 7b.
Plus précisément, on prévoit au moins un canal d'accès 26 du liquide au circuit de guidage externe 15, entre le canal d'entrée 23 et le circuit de guidage externe 15 défini par le premier module de chauffe 7a. De même, on prévoit au moins un canal d'accès 26, entre le canal de sortie 25 et le circuit de guidage externe 15 défini par le deuxième module de chauffe 7b.
De plus, les canaux d'entrée 23 et de sortie 25 sont respectivement ménagés dans les tubulures 19,21 parallèlement à l'axe longitudinal A du dispositif 5.
Les tubulures d'entrée 19 et de sortie 21 sont ici sensiblement alignées.
Plus précisément, selon ce premier mode de réalisation, les tubulures d'entrée 19 et de sortie 21 sont respectivement coaxiales au noyau central 11 du module de chauffe 7a, 7b associé.
Bien entendu, on peut agencer les tubulures d'entrée 19 et de sortie 21 de sorte qu'elles ne soient ni coaxiales aux noyaux 11, ni alignées l'une par rapport à l'autre.
Par ailleurs, comme on le remarque sur la figure 2b, les noyaux 11 des modules de chauffe 7a, 7b peuvent respectivement comporter au moins un canal de circulation interne 27.
Selon le premier mode de réalisation, le canal d'entrée 23 ne communique pas avec le canal de circulation interne 27 du premier module de chauffe 7a. De même, le canal de sortie 25 ne communique pas avec le canal de circulation interne 27 du deuxième module de chauffe 7b.
On prévoit à cet effet au moins une cloison 28 entre le canal d'entrée 23 ou de sortie 25 et le canal de circulation interne 27 du noyau 11, en particulier dans le cas où la tubulure d'entrée 19 ou de sortie 21 est réalisée d'une seule pièce avec un noyau 11.
Par ailleurs, lorsque les modules de chauffe 7a,7b sont mis bout à bout, leurs cavités internes 27 respectives sont dans le prolongement l'une de l'autre, et communiquent.
En outre, on prévoit pour chaque module de chauffe 7a,7b un orifice de communication 29 entre le canal de circulation interne 27 d'un noyau 11 et le circuit de guidage externe 15 autour du noyau central 11 , de sorte que le liquide circulant dans le circuit de guidage externe 15 puisse passer dans le canal de circulation interne 27.
Les orifices de communication 29 sont ici agencés à proximité de la jonction entre les deux modules de chauffe 7a, 7b, par exemple à proximité de la pièce intermédiaire 9.
Ainsi, le liquide entre dans le dispositif de chauffage 5 via la tubulure d'entrée 19 du côté du premier module de chauffe 7a. Le canal d'entrée 23 communiquant avec le circuit de guidage externe 15 défini dans le premier module de chauffe 7a, le liquide circule donc entre le noyau 11 et l'enceinte 13 du premier module de chauffe 7a, puis passe à l'intérieur du canal interne 27 du premier module de chauffe 7a via l'orifice de communication 29. Le canal interne 27 du premier module de chauffe 7a communiquant avec le canal interne 27 du deuxième module de chauffe 7b, le liquide passe alors à l'intérieur du deuxième module de chauffe 7b, puis ressort autour du noyau central 11 du deuxième module de chauffe 7b via l'orifice de communication 29, avant de quitter le dispositif de chauffage 5 via le canal de sortie 25 de la tubulure de sortie 21.
L'écoulement du liquide se fait de façon sensiblement parallèle à l'axe longitudinal A du dispositif de chauffage 5. On parle d'écoulement linéaire.
Les circuits de guidage externes 15 des deux modules de chauffe 7 sont donc en série.
En se référant aux figures 3a à 3c, on décrit un deuxième mode de réalisation. Ce deuxième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que le noyau central 11 présente une rainure externe 31, c'est-à-dire du côté du noyau 11 en vis-à-vis de l'enceinte 13, contrairement au premier mode de réalisation où les noyaux 11 ne présentent pas de rainure externes. Cette rainure externe 31 est par exemple sensiblement hélicoïdale.
Dans l'exemple de la figure 3b, les tubulures d'entrée 19 et de sortie 21 sont alignées sans être coaxiales aux noyaux 11, contrairement à l'exemple illustré sur les figures 2a,2b. Les tubulures 19,21 sont au contraire excentrées.
Selon encore une autre variante illustrée sur la figure 3 c, les tubulures d'entrée 19 et de sortie 21 ne sont pas alignées l'une par rapport à l'autre.
Par ailleurs, sur la figure 3c, des moyens d'étanchéité 33 sont représentés d'une part entre les enceintes 13 et les extrémités des noyaux 11, et d'autre part entre les enceintes 13 et la pièce intermédiaire 9.
Ainsi, selon ce deuxième mode de réalisation, de façon similaire au premier mode de réalisation le liquide entre dans le dispositif de chauffage 5 via la tubulure d'entrée 19 du côté du premier module de chauffe 7a. Le canal d'entrée 21 communiquant avec le circuit de guidage externe 15 défini dans le premier module de chauffe 7a, le liquide circule donc entre le noyau 11 et l'enceinte 13 du premier module de chauffe 7a, puis passe à l'intérieur d'un canal de circulation interne 27 du premier module de chauffe 7a via l'orifice de communication 29. Le canal interne 27 du premier module de chauffe 7a communiquant avec un canal de circulation interne 27 du deuxième module de chauffe 7b, le liquide passe alors à l'intérieur du deuxième module de chauffe 7b, puis ressort autour du noyau central 11 du deuxième module de chauffe 7b via l'orifice de communication 29, avant de quitter le dispositif de chauffage 5 via le canal de sortie 25 de la tubulure de sortie 21.
Cependant cette fois l'écoulement n'est pas simplement linéaire comme dans le premier mode de réalisation, mais suit un trajet sensiblement hélicoïdal du fait des rainures externes 31 hélicoïdales des noyaux 11.
Les circuits de guidage externes 15 des deux modules de chauffe 7 sont toujours en série dans ce deuxième mode de réalisation.
Le deuxième mode de réalisation avec un écoulement hélicoïdal, bien que présentant une perte de charge supérieure au premier mode de réalisation avec un écoulement linéaire, permet de réduire la température de surface du moyen de chauffe. Le coefficient d'échange thermique est donc amélioré. On décrit maintenant en référence aux figures 4a à 4c, un troisième mode de réalisation.
Ce troisième mode de réalisation diffère du deuxième mode de réalisation par le fait que pour chaque module de chauffe 7a, 7b, un premier canal de circulation interne 27a du noyau 11 permet de définir un circuit de guidage interne à l'intérieur du noyau 11 sensiblement parallèle au circuit de guidage externe 15 autour du noyau 11.
À cet effet, le canal d'entrée 23 communique avec un premier canal de circulation interne 27a du noyau 11 du premier module de chauffe 7a. Pour ce faire, le canal d'entrée 23 et le premier canal de circulation interne 27a du noyau 11 du premier module de chauffe 7a sont dans le prolongement l'un de l'autre sans la cloison 28 représentée sur les figures 3b et 3c. Ainsi, le liquide introduit dans le dispositif de chauffage 5 via le canal d'entrée 23 s'écoule à l'intérieur du noyau 11 du premier module de chauffe 7a.
Et, le canal d'accès 26 pratiqué dans le noyau 11 du premier module de chauffe 7a permet à une partie du liquide arrivant via le canal d'entrée 23 de s'écouler dans le circuit de guidage externe 15 défini autour du noyau 11 du premier module de chauffe 7a.
De façon similaire, le canal de sortie 25 communique avec un premier canal de circulation interne 27a du noyau 11 du deuxième module de chauffe 7b. Pour ce faire, le canal de sortie 25 et le premier canal de circulation interne 27a du noyau 11 du deuxième module de chauffe 7b sont dans le prolongement l'un de l'autre sans cloison 28. Ainsi, le liquide s'écoulant à l'intérieur du noyau 11 du deuxième module de chauffe 7b est évacué via le canal de sortie 25.
Et, le canal d'accès 26 pratiqué dans le noyau 11 du deuxième module de chauffe 7b permet au liquide s'écoulant dans le circuit de guidage externe 15 défini autour du noyau 11 du deuxième module de chauffe 7b d'être évacué via le canal de sortie 25.
Ainsi, pendant qu'une partie du liquide circule à l'intérieur d'un noyau 11 d'un module de chauffe 7a,7b, une autre partie du liquide circule autour de ce noyau 11.
On définit ainsi le circuit de guidage interne sensiblement parallèle au circuit de guidage externe 15.
Par ailleurs, comme cela est représenté de façon schématique par les flèches de la figure 4c, on peut prévoir que la partie du liquide circulant à l'intérieur du noyau 11 du premier module de chauffe 7a circule autour du noyau 11 du deuxième module de chauffe. Réciproquement la partie du liquide circulant autour du noyau 11 du premier module de chauffe 7a circule à l'intérieur du noyau 11 du deuxième module de chauffe 7b.
Les deux modules de chauffe 7a,7b sont donc agencés de sorte que le premier canal de circulation interne 27a du noyau 11 du premier module de chauffe 7a communique avec le circuit de guidage externe 15 défini dans le deuxième module de chauffe 7b, et que le premier canal de circulation interne 27a du noyau 11 du deuxième module de chauffe 7b communique avec le circuit de guidage externe 15 défini dans le premier module de chauffe 7a.
Pour ce faire, le deuxième module de chauffe 7b présente par exemple :
- un deuxième canal de circulation interne 27b agencée en regard et dans le prolongement du premier canal de circulation interne 27a du premier module de chauffe 7a lorsque les deux modules de chauffe 7a, 7b sont mis bout à bout, et - un orifice de communication 29 entre cette deuxième cavité interne 27b et le circuit de guidage externe 15 du deuxième module de chauffe 7b.
De façon similaire, le premier module de chauffe 7a présente par exemple :
- un deuxième canal de circulation interne 27b agencée en regard et dans le prolongement du premier canal de circulation interne 27a du deuxième module de chauffe 7b, et
- un orifice de communication 29 entre cette deuxième cavité interne 27b et le circuit de guidage externe 15 du premier module de chauffe 7b.
Ce troisième mode de réalisation proposé illustré sur les figures 4a à 4c, permet d'abaisser de façon significative la perte de charge par exemple à une perte de charge de l'ordre de 56 mbar à 1000 L/h.
D'autre part dans le design proposé pour ce troisième mode de réalisation, les deux noyaux 11, par exemple en plastique, propres à l'écoulement du fluide sont identiques, de sorte qu'un seul outillage est nécessaire.
En référence aux figures 5a à 5c, on décrit un quatrième mode de réalisation.
Ce quatrième mode de réalisation diffère des premier et deuxième modes de réalisation, par le fait que les noyaux 11 des modules de chauffe 7a, 7b présentent respectivement une pluralité de rainures circulaires 131 ainsi qu'un orifice de communication 29 au niveau de chaque rainure 131 de sorte que les canaux de circulation internes 27a,27b communiquent avec le circuit de guidage externe 15.
Selon ce quatrième mode de réalisation, on prévoit pour chaque module de chauffe 7a,7b un premier canal de circulation interne 27a et un deuxième canal de circulation interne 27b.
Le premier canal de circulation interne 27a est dans le prolongement du canal d'entrée 23 ou de sortie 25 et en regard du premier canal interne 27a de l'autre module de chauffe 7a,7b, tandis que le deuxième canal de circulation interne 27b est ouvert à son extrémité agencée en regard et dans le prolongement du deuxième canal de circulation interne 27b de l'autre module de chauffe 7a, 7b lorsque les deux modules de chauffe 7a, 7b sont mis bout à bout. Les premiers canaux internes 27a des deux modules de chauffe 7a et 7b sont montés en vis-à-vis.
Les deuxièmes canaux internes 27b des deux modules de chauffe 7a et 7b sont montés en vis-à-vis de façon communicante.
Ainsi, le liquide pénètre dans le premier module de chauffe 7a par le canal d'entrée 23, s'écoule dans le premier canal de circulation interne 27a et s'écoule via les orifices de communication 29 de façon circulaire autour du noyau 11 et entre dans le deuxième canal de circulation interne 27b pour ressortir dans le deuxième canal de circulation interne 27b communiquant du deuxième module de chauffe 7b.
Du fait des orifices de communication 29, le liquide s'écoule de façon circulaire autour du noyau 11 du deuxième module de chauffe 7b et entre dans le premier canal de circulation interne 27a avant de sortir par le canal de sortie 25 communiquant avec le premier canal de circulation interne 27a du deuxième module de chauffe 7b.
De façon similaire aux premier et deuxième modes de réalisation, le liquide s'écoule en série entre le premier 7a et le deuxième 7b modules de chauffe.
Mais contrairement aux premier et deuxième modes de réalisation, l'écoulement du liquide est sensiblement circulaire.
Le quatrième mode de réalisation proposé illustré sur les figures 5a à 5c avec un écoulement dit circulaire, permet d'atteindre des pertes de charges de l'ordre de 100 mbar à 1000 L/h. Ce quatrième mode de réalisation permet en outre de limiter la température de surface du moyen de chauffe à des niveaux inférieurs à 200 °C.
Par ailleurs, pour cette configuration les noyaux 11, par exemple en plastique, propres à l'écoulement du fluide sont sensiblement symétriques par rapport au plan de jonction des deux modules de chauffe 7a,7b bout à bout.
Les figures 6a à 6c illustrent un cinquième mode de réalisation qui diffère du quatrième mode de réalisation en ce que les canaux de circulation internes 27a et 27b des noyaux 11 des deux modules de chauffe 7a, 7b permettent de définir un circuit de guidage interne du liquide sensiblement linéaire parallèlement à l'écoulement sensiblement circulaire décrit ci-dessus. A cet effet, selon l'exemple illustré, le premier canal de circulation interne 27a communiquant avec le canal d'entrée 23 est ouvert à son extrémité en regard du deuxième canal de circulation interne 27b de l'autre module de chauffe 7b de façon à communiquer également avec ce deuxième canal de circulation interne 27b.
De façon similaire, le deuxième canal de circulation interne 27b du premier module de chauffe 7a est ouvert à son extrémité en regard du premier canal de circulation interne 27a de l'autre module de chauffe 7b communiquant avec le canal de sortie 25.
Selon ce cinquième mode de réalisation, les deux modules de chauffe 7a, 7b sont montés en inverse.
Ainsi, le liquide pénètre dans le premier module de chauffe 7a par le canal d'entrée 23, s'écoule dans le premier canal de circulation interne 27a du premier module de chauffe 7a.
Une première partie du liquide s'écoule via les orifices de communication 29 de façon circulaire autour du noyau 11 et entre dans le deuxième canal de circulation interne 27b pour ressortir dans le premier canal de circulation interne 27a du deuxième module de chauffe 7b jusqu'à être évacuée via le canal de sortie 25 communiquant avec le premier canal de circulation interne 27a du deuxième module de chauffe 7b.
L'autre partie du liquide introduit via le canal d'entrée 23 continue quant à elle son écoulement dans le premier canal de circulation interne 27a du premier module de chauffe 7a et pénètre dans le deuxième canal de circulation interne 27b du deuxième module de chauffe 7b. Du fait des orifices de communication 129, le liquide s'écoule de façon circulaire autour du noyau 11 du deuxième module de chauffe 7b et entre dans le premier canal de circulation interne 27a avant de sortir par le canal de sortie 25 communiquant avec le premier canal de circulation interne 27a du deuxième module de chauffe 7b.
De façon similaire au troisième mode de réalisation, le cinquième mode de réalisation proposé illustré sur les figures 6a à 6c, permet d'abaisser de façon significative la perte de charge. De plus, les deux noyaux 11, par exemple en plastique, propres à l'écoulement du fluide sont identiques, de sorte qu'un seul outillage est nécessaire.
On comprend donc qu'un dispositif de chauffage 5 comprenant au moins deux modules de chauffe 7a,7b mis bout à bout présente un encombrement réduit par rapport aux solutions de l'art antérieur, tout en présentant une faible inertie de chauffe et en permettant une réduction de la perte de charge.
En outre, l'agencement des modules de chauffe 7a, 7b peut être adapté pour un écoulement en série dans les deux modules de chauffe 7a,7b ou pour deux écoulements parallèles.
Enfin, l'écoulement du liquide peut suivre une trajectoire sensiblement linéaire, hélicoïdale ou encore circulaire selon les performances requises.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de chauffage électrique de liquide pour véhicule automobile, ledit dispositif de chauffage comprenant au moins un module de chauffe (7a, 7b) dudit liquide définissant au moins un circuit de guidage du liquide à chauffer, caractérisé en ce que ledit au moins un module de chauffe (7a, 7b) comprend un noyau (11) et un moyen de chauffe (13) entourant ledit noyau (11) de façon à définir un circuit de guidage externe (15) autour dudit noyau (11).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier module de chauffe (7a) et au moins un deuxième module de chauffe (7b) et en ce que lesdits modules de chauffe (7a,7b) présentent respectivement une forme générale sensiblement cylindrique et sont agencés bout à bout dans le sens longitudinal desdits modules de chauffe (7a,7b).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier (7a) et un deuxième (7b) modules de chauffe définissant au moins deux circuits de guidage externes (15) en série.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit noyau (11) d'un module de chauffe (7a, 7b) comporte au moins un canal de circulation interne longitudinal (27,27a,27b).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit au moins un module de chauffe (7a, 7b) définit au moins un circuit de guidage interne à l'intérieur dudit au moins un canal de circulation interne (27,27a), ledit circuit de guidage interne étant sensiblement parallèle audit circuit de guidage externe (15).
6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit noyau (11) d'un module de chauffe (7a, 7b) comporte au moins un orifice de communication (29) entre ledit canal de circulation interne (27,27a,27b) et ledit circuit de guidage externe (15).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un canal d'entrée (23) de liquide et au moins, un canal de sortie (25) de liquide communiquant avec au moins un circuit de guidage défini par ledit au moins un module de chauffe (7a, 7b).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit canal d'entrée (23) et ledit canal de sortie (25) sont respectivement agencés à l'extrémité libre d'un module de chauffe (7a,7b).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit canal d'entrée (23) et ledit canal de sortie (25) sont respectivement réalisés d'une seule pièce avec un module de chauffe (7a, 7b).
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un canal d'accès (26) entre ledit canal d'entrée (23) ou de sortie (25) et ledit circuit de guidage externe (15).
11. Dispositif selon les revendications 2 et 5 prises en combinaison avec l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que ledit canal d'entrée (23) de liquide débouche dans ledit au moins un canal de circulation interne (27a) dudit premier module de chauffe (7a), et en ce que ledit canal de sortie (25) de liquide débouche dans ledit au moins un canal de circulation interne (27a) dudit deuxième module de chauffe (7b).
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit noyau (11) d'un module de chauffe (7a, 7b) présente au moins une rainure externe (31,131) sur la face externe en regard dudit moyen de chauffe (13).
13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite au moins une rainure externe (31 , 131 ) est sensiblement hélicoïdale ou circulaire.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est agencé dans un circuit (3) de chauffage de l'habitacle dudit véhicule.
15. Appareil de chauffage et/ou climatisation pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif de chauffage (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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