WO2013149879A1 - Echangeur thermique, notamment pour vehicule - Google Patents

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WO2013149879A1
WO2013149879A1 PCT/EP2013/056322 EP2013056322W WO2013149879A1 WO 2013149879 A1 WO2013149879 A1 WO 2013149879A1 EP 2013056322 W EP2013056322 W EP 2013056322W WO 2013149879 A1 WO2013149879 A1 WO 2013149879A1
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tubes
refrigerant
partition
collector
exchanger
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PCT/EP2013/056322
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Isabelle Citti
Jugurtha Benouali
Régis BEAUVIS
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Valeo Systemes Thermiques
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Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, in particular for vehicles, in particular electric and / or hybrid vehicles.
  • a heat exchanger located on the front of the vehicle, to be swept by a flow of air at room temperature passing through the calender.
  • Said exchanger serves to condense the refrigerant circulating in the air conditioning loop when it is used to cool the passenger compartment and evaporate said fluid in the opposite case, that is to say, when the air conditioning loop operates as a pump heat to warm the cabin.
  • a first solution to avoid this situation is to reverse the flow direction of the fluid in the exchanger but such a solution increases the complexity of the air conditioning loop.
  • the skilled person is naturally led to propose exchangers with a most symmetrical configuration possible to avoid penalizing one mode of operation with respect to the other.
  • a particularly critical problem is the risk of icing of the exchanger in heat pump mode.
  • the occurrence of such a phenomenon tends to block all or part of the heat exchange, due to the increase in the pressure drop on the air.
  • the degradation of the heat exchange due to icing tends to lower the evaporation temperature and the pressure of the refrigerant inside the exchanger, which increases the risk of icing of the exchanger.
  • Another particularly critical problem relates to the internal pressure drop at the exchanger.
  • evaporator mode it is known that the density of the coolant is lower than in condenser mode which has the effect of increasing the pressure drop. It thus seems essential to seek to reduce the pressure drop in evaporator operation to improve thermal performance.
  • the present invention aims to improve the situation and proposes for this purpose a heat exchanger, said exchanger comprising a bundle of tubes, allowing a heat exchange between a refrigerant flowing in said tubes and an outside air flow, and a first collector said exchanger being configured to establish a series flow for the refrigerant between a first portion of said tubes, opening into a first portion of said first manifold, said first manifold and a second portion of said tubes, opening into a second portion of said first manifold.
  • said first collector comprises a partition configured to disrupt the flow of fluid between the first and second parts of said tubes.
  • the tubes of the bundle are distributed in a first and a second pass, respectively corresponding to the first part and to the second part of said tubes, the beam is configured so that the passes are oriented horizontally when the exchanger is in use,
  • the passage section for the refrigerant in the first pass represents 40 to 70%, especially 50 to 70%, of the passage section for the refrigerant of the bundle,
  • the passage section for the refrigerant in the first pass is strictly greater than 40%, in particular 50%,
  • the partition is at a distance d from a passage zone between the first portion and the second portion of said first collector, and the partition is positioned at choice:
  • the distance d being less than half an axial length of said first part of said first collector
  • the distance d being less than half the axial length of said second portion of said first collector
  • the partition is at the level of said passage zone
  • the partition is configured to preferentially orient the refrigerant towards tubes of the second part of tubes located near a so-called separating partition, of a second collector of the exchanger in which the tubes of said bundle open out, said partition wall defining said circulation in series, that is to say in several passes in the beam,
  • said tubes of the second part of tubes situated in the vicinity of said partition wall are opposite an exit orifice of the refrigerant from the exchanger
  • the refrigerant circulation disturbance partition is a deflector oriented so as to direct the refrigerant towards the bundle
  • the refrigerant circulation perturbation partition is arranged transversely to a longitudinal axis of the first collector
  • the partition for disturbing the circulation of the refrigerant fluid has one or more orifices for the passage of said fluid
  • the passage orifices are regularly distributed on the surface of the partition of disturbance of the circulation of the refrigerant
  • the passage orifices are distributed in such a way as to channel the fluid towards the tubes of the second part of tubes located close to the partition wall,
  • the passage openings are more numerous and / or of greater surface area in one half of the refrigerant circulation perturbation partition, located near the tubes, said exchanger is configured to be positioned on the front face of a motor vehicle, said vehicle being, in particular, an electric and / or hybrid vehicle.
  • FIG. 1 is a diagrammatic front view of an exemplary heat exchanger according to the invention
  • FIG. 2 illustrates in perspective a first exemplary embodiment of a partition for disturbing the circulation of the refrigerant of an exchanger according to the invention
  • FIG. 10 schematically illustrates an axial sectional plan, an additional embodiment of said partition.
  • the invention relates to a heat exchanger 1 configured to operate alternately in evaporator and condenser mode. It is in particular a heat exchanger intended to be used in an air conditioning loop of the passenger compartment of a vehicle, in particular a motor vehicle, which can alternatively be used to heat the passenger compartment and to air-condition it.
  • a heat exchanger intended to be used in an air conditioning loop of the passenger compartment of a vehicle, in particular a motor vehicle, which can alternatively be used to heat the passenger compartment and to air-condition it.
  • the loop will operate as a heat pump and the exchanger will serve as an evaporator.
  • the loop will operate in a cooling loop and the exchanger will serve as a condenser.
  • the invention will particularly find its applications in vehicles with electric drive and / or hybrid, for the reasons already developed above.
  • Said exchanger comprises a bundle of tubes 2, allowing a heat exchange between a refrigerant flowing in said tubes and an outside air flow. It may for this purpose be provided with spacers 3, including corrugated inserts, located between the tubes 2 to increase the exchange surface between the tubes and the outside air flow.
  • Said exchanger here comprises a first and second manifolds 4, 5 in which the tubes open through the opposite ends 2A of said tubes 2.
  • Said tubes 2 are, for example, parallel to each other. They can be of substantially the same length.
  • Said collectors 4, 5 are here parallel and oriented substantially perpendicularly to the tubes 2.
  • the tubes extend substantially parallel to the transverse axis of the vehicle, the collectors then extending to the right of the tubes.
  • the circulation of the refrigerant in the exchanger takes place in at least two passes.
  • the exchanger is thus configured to establish a series flow for the refrigerant by first passing, according to an arrow marked 6, in a first portion 4 of said tubes 2, opening into a first portion 4a of the first collector 4, then passing, according to an arrow marked 7, in said first collector 4 and finally passing, according to an arrow marked 8, in a second portion of said tubes 2, opening into a second portion 4b of said first collector 4.
  • the refrigerant circulates in the exchanger from bottom to top, that is to say the first pass disposed below the second pass along a vertical axis of the reference associated with the vehicle.
  • the first collector 4 and / or the second collector 5 are provided with separating partitions 9, dividing said collectors into different chambers 5a, 5b and forcing the refrigerant to pass through the connected tubes 2 to the so-called upstream chamber, located on one side of one of said partition walls, then by the opposite manifold and by the tubes connected to the so-called downstream chamber, located on the other side of said partition wall .
  • Said partition walls are preferably sealed.
  • the tubes 2 of the bundle are here divided into a first pass and a second pass, respectively corresponding to the first part and to the second part of said tubes 2.
  • said passes are separated by a mixed line.
  • a single partition 9, located in the second collector 5, at the separation between the passes, is used. It is here represented in dashed lines because it is inside said second collector 5.
  • Said exchanger may further comprise, for example, an inlet 10 and / or an outlet 1 1 for the refrigerant, here located on the same collector, in this case the second collector 5.
  • said first collector 4 comprises a partition 12 configured to disrupt the flow of fluid between the first portion and the second portion of said tubes 2, namely, here, the first pass and the second pass.
  • said partition 12 for disrupting the circulation of the fluid between the two passes makes it possible to promote a better distribution of the refrigerant flow in all the tubes of the bundle, more specifically when this flow takes place from the bottom up.
  • the heat exchange is thus improved while controlling the pressure drops.
  • the partition or walls of disturbance of the circulation of the refrigerant are of different functions from those of the partition walls.
  • the partition walls serve to define a flow in several passes in the beam while the walls of disruption of the circulation of the refrigerant serve, said flow in passing being established, to make turbulent the flow of the fluid during its passage from one pass to another.
  • the partition or walls of disturbance of the circulation of the refrigerant also being inside the collector or collectors, that illustrated in Figure 1 is shown in dashed lines.
  • the refrigerant in the first pass represents, for example, 50 to 70% of the passage section for the refrigerant of the beam.
  • the passage section for the refrigerant is identical in each pass. In other words, if the tubes 2 of the bundle are all identical, each pass has the same number of tubes 2.
  • the first pass comprises 50 to 70% of the tubes, in particular 60% of the tubes 2.
  • Said disturbance partition 12 is here at a passage zone 13 between the first 4a and the second portion 4b of the first collector 4. This being, alternatively, it may be slightly remote. More specifically, it may be at a distance d from said passage zone 13 being positioned either in said first portion 4a, the distance d being then less than half an axial length of said first portion 4a of the first collector 4 or in said second part 4b, the distance d being then less than half the axial length of said second part 4b of the first collector 4.
  • the partition 12 disturbance of the circulation of the refrigerant may be configured to preferentially orient the refrigerant to the tubes 2 of the second part of tubes located near the partition 9 separation in the second collector 5. It will be possible note that said tubes 2 in question are here opposite the outlet 1 1 for the refrigerant, and arranged above the partition 12 disturbance.
  • the partition 12 for disturbing the circulation of the refrigerant fluid is arranged, for example, transversely, in particular perpendicularly, to a longitudinal axis of the first collector and has one or more orifices for the passage of the refrigerant.
  • said partition 12 disturbance of the circulation of the refrigerant has a periphery coming into contact with the first collector 4 by marrying the inner contour of the latter.
  • Said passage orifices are, in particular, of round or rectangular section. They are opening and pass said refrigerant from said first 4a to said second portion 4b of the first collector 4.
  • the partitions illustrated in Figures 2 to 9 correspond to one embodiment. According to the variants of Figures 2, 4 and 5, the passage holes 14 are regularly distributed on the surface of the partition.
  • passage orifices 14 are distributed in such a way as to channel the refrigerant towards the tubes of the second part of tubes 2 located near the separating partition 9 of the second collector 5. passage orifices 14 are thus more numerous and / or of greater surface area in one half of the partition located near the tubes 2.
  • the through holes 14 are distributed in parallel rows, each having the same number of orifices the section of the passage orifices being increasing from one rank to another.
  • passage holes 14 are of the same section and distributed in parallel rows having an increasing number of orifices.
  • the passage orifices 14 extend along the same transverse direction and have the same dimension in the said transverse direction while their dimension in the direction perpendicular to the said transverse direction is increasing by one passage hole 14 to the other.
  • the through holes 14 extend along the same transverse direction and have an increasing dimension in this direction from a through hole 14 to the other, their dimension in the perpendicular direction at said transverse direction remaining constant.
  • the partition 12 for disrupting the circulation of the refrigerant may consist of a filter-type element arranged transversely in the first collector 4.
  • the partition 12 of the refrigerant circulation disturbance is a deflector 15 oriented to direct the refrigerant to the beam.
  • Said deflector 15 extends over only a portion of the first manifold 4 and has a free edge 16 facing the second portion 4b of said manifold 4.
  • Said exchanger is, for example, aluminum or aluminum alloy. It is made, for example, by brazing.
  • the tubes 2 may be of the flat type and / or present several circulation channels for the refrigerant. This is, for example, extruded tubes or tubes with an internal disruptor defining said channels.
  • the collectors 4, 5 are, in particular, substantially rectangular section. They may be formed of a collector plate, wherein said tubes 2 are introduced by corresponding orifices, and a closing lid, in combination with two end walls, said collectors.
  • Said exchanger is in particular configured to be positioned on the front face of a motor vehicle, in a substantially vertical orientation, the circulation of the refrigerant taking place from bottom to top.
  • the first pass is, for example, the lower pass.

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Abstract

L'invention concerne un échangeur thermique, ledit échangeur comprenant un faisceau de tubes (2), permettant un échange de chaleur entre un fluide frigorigène circulant dans lesdits tubes (2) et un flux d'air extérieur, et un premier collecteur (4), ledit échangeur étant configuré pour établir une circulation en série pour le fluide frigorigène entre une première partie desdits tubes (2), débouchant dans une première partie (4a) dudit premier collecteur, ledit premier collecteur (4) et une seconde partie desdits tubes (2), débouchant dans une seconde partie (4b) dudit premier collecteur (4). Selon l'invention, ledit premier collecteur (4) comprend une cloison (12) configurée pour perturber la circulation du fluide entre la première et la seconde partie desdits tubes (2). L'invention est plus particulièrement destinée aux véhicules automobiles à motorisation électrique et/ou hybride.

Description

ECHANGEUR THERMIQUE, NOTAMMENT POUR VEHICULE
L'invention concerne un échangeur thermique, notamment pour véhicules, en particulier véhicules électriques et/ou hybrides.
Dans les véhicules à motorisation thermique, il est connu d'utiliser la chaleur dégagée par le moteur pour chauffer l'habitacle du véhicule. Dans les véhicules à motorisation électrique, la chaleur dégagée par la machine électrique servant à l'entraînement du véhicule est trop faible pour assurer une telle fonction. Un problème identique se pose, même si cela est dans un degré moindre, dans les véhicules hybrides, c'est-à-dire, à motorisation à la fois thermique et électrique.
Pour résoudre ce problème, il a déjà été proposé de faire fonctionner des boucles de climatisation de façon réversible. Elles sont ainsi configurées pour introduire alternativement de l'air froid ou de l'air chaud dans l'habitacle, ceci en fonction de la demande de l'utilisateur.
Elles font appel à un échangeur thermique, situé en face avant du véhicule, pour être balayé par un flux d'air à température ambiante passant à travers la calandre. Ledit échangeur sert à condenser le fluide frigorigène circulant dans la boucle de climatisation quand celle-ci est utilisée pour refroidir l'habitacle et évaporer ledit fluide dans le cas inverse, c'est-à-dire, quand la boucle de climatisation fonctionne en pompe à chaleur pour réchauffer l'habitacle.
Les performances thermiques de tels échangeurs sont difficiles à optimiser car les solutions permettant d'améliorer leur fonctionnement en tant que condenseur sont généralement opposées à celles permettant d'améliorer leur fonctionnement en tant qu'évaporateur.
Plus précisément, dans les condenseurs ou évaporateurs du type tubes intercalaires, il est connu de longue date qu'il est avantageux de faire circuler le fluide frigorigène en série dans des passes regroupant un nombre donné de tubes. Dans les condenseurs, il est également connu de longue date que faire décroître le nombre de tubes d'une passe à l'autre permet d'optimiser l'échange thermique tout en limitant les pertes de charge. L'homme du métier sait également qu'une telle répartition des tubes est par contre défavorable au fonctionnement des évaporateurs.
Une première solution pour éviter cette situation est d'inverser le sens de circulation du fluide dans l'échangeur mais une telle solution augmente la complexité de la boucle de climatisation. Pour les échangeurs thermiques devant servir alternativement de condenseur et d'évaporateur, sans inversion du sens de circulation du fluide frigorigène dans l'échangeur, l'homme du métier est alors naturellement amené à proposer des échangeurs présentant une configuration la plus symétrique possible afin d'éviter de pénaliser un mode de fonctionnement par rapport à l'autre. Dans le cas d'échangeurs du type tubes intercalaires à plusieurs passes, ceci se traduit par l'utilisation de deux passes, présentant un nombre de tubes par passe identique ou à tout le moins restant proche d'une passe à l'autre.
Cela étant, un problème particulièrement critique est le risque de givrage de l'échangeur en mode pompe à chaleur. L'apparition d'un tel phénomène tend à bloquer tout ou partie de l'échange thermique, du fait de l'augmentation de la perte de charge sur l'air. La dégradation de l'échange thermique due au givrage tend à baisser la température d'évaporation et la pression du fluide réfrigérant à l'intérieur de l'échangeur, ce qui augmente d'autant le risque de givrage de l'échangeur.
Un autre problème particulièrement critique a trait à la perte de charge interne à l'échangeur. En mode évaporateur, il est connu que la densité du fluide réfrigérant est plus faible qu'en mode condenseur ce qui a pour effet d'augmenter la perte de charge. Il paraît ainsi indispensable de chercher à réduire la perte de charge en fonctionnement évaporateur afin d'améliorer la performance thermique.
Pour éviter un tel risque il a déjà été imaginé d'utiliser un nombre de tubes réduit dans la première passe, tout en plaçant cette première passe dans la partie basse de l'échangeur, l'échangeur étant positionné dans un plan sensiblement vertical et les tubes étant orientés sensiblement horizontalement.
Des tests réalisés par le déposant viennent cependant de mettre en évidence qu'une partie des tubes d'un tel échangeur participent peu ou pas à l'échange. Il s'agit en particulier des tubes de la seconde passe se trouvant à proximité de la première passe. Il semble d'ailleurs que ce problème soit plus général et se rencontre également dans des échangeurs présentant un plus grand nombre de passes, une répartition différente des tubes par passe et/ou une orientation différente, notamment verticale, des tubes.
La présente invention vise à améliorer la situation et propose à cette fin un échangeur thermique, ledit échangeur comprenant un faisceau de tubes, permettant un échange de chaleur entre un fluide frigorigène circulant dans lesdits tubes et un flux d'air extérieur, et un premier collecteur, ledit échangeur étant configuré pour établir une circulation en série pour le fluide frigorigène entre une première partie desdits tubes, débouchant dans une première partie dudit premier collecteur, ledit premier collecteur et une seconde partie desdits tubes, débouchant dans une seconde partie dudit premier collecteur.
Selon l'invention, ledit premier collecteur comprend une cloison configurée pour perturber la circulation du fluide entre les première et seconde parties desdits tubes.
Le déposant a constaté que l'utilisation d'une telle cloison permet d'améliorer la distribution du fluide réfrigérant à l'intérieur des tubes du faisceau, ce qui a pour effet d'augmenter l'échange thermique tout en maîtrisant les pertes de charges, en particulier en mode de fonctionnement évaporateur. Bien qu'une telle cloison semble devoir accélérer le fluide frigorigène en diminuant sa section de passage et donc défavoriser l'alimentation les tubes se trouvant en aval, on constate au contraire une alimentation favorisée desdits tubes. Sans prétendre constituer une explication, un tel phénomène pourrait trouver son origine dans l'état diphasique du fluide frigorigène lors de son passage d'une passe à l'autre.
Selon différents modes de réalisation, qui pourront être utilisés séparément ou en combinaison :
- les tubes du faisceau sont répartis en une première et une seconde passe, correspondant respectivement à la première partie et à la seconde partie desdits tubes, - le faisceau est configuré pour que les passes soient orientées horizontalement lorsque l'échangeur est en utilisation,
- la section de passage pour le fluide frigorigène dans la première passe représente 40 à 70%, notamment 50 à 70%, de la section de passage pour le fluide frigorigène du faisceau,
- la section de passage pour le fluide frigorigène dans la première passe est strictement supérieure à 40%, notamment 50%,
- la cloison se trouve à une distance d d'une zone de passage entre la première partie et la seconde partie dudit premier collecteur, et la cloison est positionnée au choix:
- dans ladite première partie, la distance d étant inférieure à la moitié d'une longueur axiale de ladite première partie dudit premier collecteur,
- dans ladite seconde partie, la distance d étant inférieure à la moitié de la longueur axiale de ladite seconde partie dudit premier collecteur,
- la cloison se trouve au niveau de ladite zone de passage,
- la cloison est configurée pour orienter préférentiellement le fluide frigorigène vers des tubes de la seconde partie de tubes se trouvant à proximité d'une cloison, dite de séparation, d'un second collecteur de l'échangeur dans lequel les tubes dudit faisceau débouchent, ladite cloison de séparation définissant ladite circulation en série, c'est-à-dire en plusieurs passes dans le faisceau,
- lesdits tubes de la seconde partie de tubes se trouvant à proximité de ladite cloison de séparation se trouvent en regard d'un orifice de sortie du fluide frigorigène hors de l'échangeur,
- la cloison de perturbation de la circulation du fluide frigorigène est un déflecteur orienté de façon à diriger le fluide frigorigène vers le faisceau,
- la cloison de perturbation de la circulation du fluide frigorigène est disposée transversalement à un axe longitudinal du premier collecteur,
- la cloison de perturbation de la circulation du fluide réfrigérant présente un ou plusieurs orifices de passage dudit fluide
- les orifices de passage sont régulièrement répartis à la surface de la cloison de perturbation de la circulation du fluide frigorigène,
- les orifices de passage sont répartis de façon à canaliser le fluide en direction des tubes de la seconde partie de tubes se trouvant à proximité de la cloison de séparation,
- les orifices de passage sont plus nombreux et/ou de surface plus importante dans une moitié de la cloison de perturbation de la circulation du fluide frigorigène, se trouvant à proximité des tubes, - ledit échangeur est configuré pour être positionné en face avant de véhicule automobile, ledit véhicule étant, notamment, un véhicule électrique et/ou hybride.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins :
- la figure 1 illustre en vue de face, de façon schématique, un exemple d'échangeur thermique conforme à l'invention,
- la figure 2 illustre en perspective un premier exemple de réalisation d'une cloison de perturbation de la circulation du fluide frigorigène d'un échangeur conforme à l'invention,
- les figures 3 à 9 illustrent en vue de face d'autres exemples de réalisation de ladite cloison,
- la figure 10 illustre de façon schématique selon un plan de coupe axial, un exemple supplémentaire de réalisation de ladite cloison.
Comme illustré à la figure 1 , l'invention concerne un échangeur thermique 1 configuré pour fonctionner alternativement en mode évaporateur et en mode condenseur. Il s'agit en particulier d'un échangeur destiné à être utilisé dans une boucle de conditionnement d'air de l'habitacle d'un véhicule, notamment véhicule automobile, pouvant alternativement servir à réchauffer l'habitacle et à le climatiser. Ainsi, lorsqu'une demande de l'utilisateur correspondra à une demande de chauffage, la boucle fonctionnera en pompe à chaleur et l'échangeur servira d'évaporateur. Lorsque la demande de l'utilisateur correspondra à une demande de climatisation, la boucle fonctionnera en boucle de refroidissement et l'échangeur servira de condenseur. L'invention trouvera particulièrement ses applications dans les véhicules à motorisation électrique et/ou hybride, pour les raisons déjà développées plus haut. Ledit échangeur comprend un faisceau de tubes 2, permettant un échange de chaleur entre un fluide frigorigène circulant dans lesdits tubes et un flux d'air extérieur. Il pourra pour cela être muni d'intercalaires 3, notamment d'intercalaires ondulés, situés entre les tubes 2 pour augmenter la surface d'échange entre les tubes et le flux d'air extérieur. Ledit échangeur comprend ici un premier et second collecteurs 4, 5 dans lesquels les tubes débouchent par les extrémités opposées 2A desdits tubes 2. Lesdits tubes 2 sont, par exemple, parallèles les uns aux autres. Ils pourront être sensiblement de même longueur. Lesdits collecteurs 4, 5 sont ici parallèles et orientés sensiblement perpendiculairement aux tubes 2.
De préférence, les tubes s'étendent de manière sensiblement parallèle à l'axe transversal du véhicule, les collecteurs s'étendant alors au droit des tubes. La circulation du fluide frigorigène dans l'échangeur s'effectue en au moins deux passes. L'échangeur est ainsi configuré pour établir une circulation en série pour le fluide frigorigène en passant tout d'abord, selon une flèche repérée 6, dans une première partie 4 desdits tubes 2, débouchant dans une première partie 4a du premier collecteur 4, en passant ensuite, selon une flèche repérée 7, dans ledit premier collecteur 4 et en passant enfin, selon une flèche repérée 8, dans une seconde partie desdits tubes 2, débouchant dans une seconde partie 4b dudit premier collecteur 4. Le fluide réfrigérant circule dans l'échangeur du bas vers le haut, c'est-à-dire de la première passe disposée au dessous de la seconde passe selon un axe vertical du repère associé au véhicule. Pour assurer la circulation en différentes passes, le premier collecteur 4 et/ou le second collecteur 5 sont munis de cloisons 9, dites de séparation, divisant lesdits collecteurs en différentes chambres 5a, 5b et forçant le fluide frigorigène à passer par les tubes 2 reliés à la chambre, dite amont, située d'un côté de l'une desdites cloisons de séparation, puis par le collecteur opposé et par les tubes reliés à la chambre, dite aval, se trouvant de l'autre côté de ladite cloison de séparation. Lesdites cloisons de séparation sont de préférence étanches.
Les tubes 2 du faisceau sont ici répartis en une première passe et une seconde passe, correspondant respectivement à la première partie et à la seconde partie desdits tubes 2. A la figure 1 , lesdites passes sont séparées par un trait mixte. Dans un tel cas de figure, une unique cloison de séparation 9, située dans le second collecteur 5, au niveau de la séparation entre les passes, est utilisée. Elle est ici représentée en pointillés car elle se trouve à l'intérieur dudit second collecteur 5. Ledit échangeur pourra en outre comprendre, par exemple, une entrée 10 et/ou une sortie 1 1 pour le fluide frigorigène, ici située sur le même collecteur, en l'occurrence le second collecteur 5. Selon l'invention, ledit premier collecteur 4 comprend une cloison 12 configurée pour perturber la circulation du fluide entre la première partie et la seconde partie desdits tubes 2, à savoir, ici, la première passe et la seconde passe.
Il a été constaté que ladite cloison 12 de perturbation de la circulation du fluide entre les deux passes permet de favoriser une meilleure répartition de l'écoulement du fluide frigorigène dans l'ensemble des tubes du faisceau, plus précisément lorsque cet écoulement s'opère du bas vers le haut. L'échange thermique est ainsi amélioré tout en maîtrisant les pertes de charge. II est à noter que la ou les cloisons de perturbation de la circulation du fluide frigorigène sont de fonctions différentes de celles des cloisons de séparation. Les cloisons de séparation servent à définir une circulation en plusieurs passes dans le faisceau tandis que les cloisons de perturbation de la circulation du fluide frigorigène servent, ladite circulation en passe étant établie, à rendre turbulent l'écoulement du fluide lors de son passage d'une passe à l'autre. La ou les cloisons de perturbation de la circulation du fluide frigorigène se trouvant elles aussi à l'intérieur du ou des collecteurs, celle illustrée à la figure 1 est représentée en pointillés.
Le fluide frigorigène dans la première passe représente, par exemple, 50 à 70% de la section de passage pour le fluide frigorigène du faisceau. Selon une première variante, la section de passage pour le fluide frigorigène est identique dans chaque passe. Autrement dit, si les tubes 2 du faisceau sont tous identiques, chaque passe présente le même nombre de tubes 2. Cela étant, selon une autre variante, il a été constaté que l'on obtenait des résultats supérieurs en employant une section de passage pour le fluide frigorigène dans la première passe strictement supérieure à 50%, notamment de l'ordre de 60%. Grâce à ladite cloison de perturbation de l'écoulement du fluide, bien que l'on favorise alors le fonctionnement sous forme de condenseur, le fonctionnement sous forme d'évaporateur demeure satisfaisant. Autrement dit, selon cette autre variante, si les tubes 2 du faisceau sont tous identiques, la première passe comprend 50 à 70% des tubes, notamment 60% des tubes 2.
Ladite cloison de perturbation 12 se trouve ici au niveau d'une zone de passage 13 entre la première 4a et la seconde partie 4b du premier collecteur 4. Cela étant, en variante, elle pourra être légèrement à distance. Plus précisément, elle pourra se trouver à une distance d de ladite zone de passage 13 en étant positionnée soit dans ladite première partie 4a, la distance d étant alors inférieure à la moitié d'une longueur axiale de ladite première partie 4a du premier collecteur 4, soit dans ladite seconde partie 4b, la distance d étant alors inférieure à la moitié de la longueur axiale de ladite seconde partie 4b du premier collecteur 4.
La cloison 12 de perturbation de la circulation du fluide frigorigène pourra être configurée pour orienter préférentiellement le fluide frigorigène vers des tubes 2 de la seconde partie de tubes se trouvant à proximité de la cloison 9 de séparation se trouvant dans le second collecteur 5. On pourra constater que lesdits tubes 2 en cause sont ici en regard de la sortie 1 1 pour le fluide frigorigène, et disposés au dessus de la cloison 12 de perturbation.
Selon un premier exemple de réalisation, la cloison 12 de perturbation de la circulation du fluide frigorigène est disposée, par exemple, transversalement, notamment perpendiculairement, à un axe longitudinal du premier collecteur et présente un ou plusieurs orifices de passage du fluide frigorigène. On entend par là que ladite cloison 12 de perturbation de la circulation du fluide frigorigène présente une périphérie venant en contact avec le premier collecteur 4 en épousant le contour intérieur de ce dernier. Lesdits orifices de passage sont, notamment, de section ronde ou rectangulaire. Ils sont débouchant et laissent passer ledit fluide frigorigène de ladite première 4a à ladite seconde 4b partie du premier collecteur 4. Les cloisons illustrées aux figures 2 à 9 correspondent à tel exemple de réalisation. Selon les variantes des figures 2, 4 et 5, les orifices de passage 14 sont régulièrement répartis à la surface de la cloison.
Selon la variante de la figure 3, il est prévu un orifice de passage 14 unique, notamment au centre de la cloison. Selon les variantes des figures 6 à 9, les orifices de passage 14 sont répartis de façon à canaliser le fluide frigorigène en direction des tubes de la seconde partie de tubes 2 se trouvant à proximité de la cloison de séparation 9 du second collecteur 5. Lesdits orifices de passage 14 sont ainsi plus nombreux et/ou de surface plus importante dans une moitié de la cloison se trouvant à proximité des tubes 2.
Selon la variante de la figure 6, les orifices de passage 14 sont répartis en rangs parallèles, présentant chacun un même nombre d'orifices la section des orifices de passage étant croissante d'un rang à l'autre.
Selon la variante de la figure 7, les orifices de passage 14 sont de même section et répartis en rangs parallèles présentant un nombre croissant d'orifices.
Selon la variante de la figure 8, les orifices de passage 14 s'étendent le long d'une même direction transversale et présentent la même dimension selon ladite direction transversale tandis que leur dimension selon la direction perpendiculaire à ladite direction transversale va croissant d'un orifice de passage 14 à l'autre.
Selon la variante de la figure 9, les orifices de passage 14 s'étendent le long d'une même direction transversale et présentent une dimension croissante selon cette direction d'un orifice de passage 14 à l'autre, leur dimension selon la direction perpendiculaire à ladite direction transversale restant constante.
En variante supplémentaire, non-illustrée, la cloison 12 de perturbation de la circulation du fluide frigorigène pourra être constituée d'un élément du type filtre disposé transversalement dans le premier collecteur 4.
Selon l'exemple de réalisation de la figure 10, la cloison 12 de perturbation de la circulation du fluide frigorigène est un déflecteur 15 orienté de façon à diriger le fluide frigorigène vers le faisceau. Ledit déflecteur 15 s'étend sur une portion seulement du premier collecteur 4 et présente un bord libre 16 tourné vers la seconde partie 4b dudit collecteur 4.
Ledit échangeur est, par exemple, en aluminium ou en alliage d'aluminium. Il est réalisé, par exemple, par brasage. Les tubes 2 pourront être du type plat et/ou présenter plusieurs canaux de circulation pour le fluide frigorigène. Il s'agit, par exemple, de tubes extrudés ou de tubes munis d'un perturbateur interne définissant lesdits canaux. Les collecteurs 4, 5 sont, notamment, de section sensiblement rectangulaire. Ils pourront être formés d'une plaque collectrice, dans lequel lesdits tubes 2 sont introduits par des orifices correspondant, et d'un couvercle fermant, en combinaison avec deux cloisons d'extrémité, lesdits collecteurs.
Ledit échangeur est en particulier configuré pour être positionné en face avant de véhicule automobile, selon une orientation sensiblement verticale, la circulation du fluide frigorigène ayant lieu, du bas vers le haut. Autrement dit, la première passe est, par exemple, la passe inférieure.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Echangeur thermique, ledit échangeur comprenant un faisceau de tubes (2), permettant un échange de chaleur entre un fluide frigorigène circulant dans lesdits tubes (2) et un flux d'air extérieur, et un premier collecteur (4), ledit échangeur étant configuré pour établir une circulation en série pour le fluide frigorigène entre une première partie desdits tubes (2), débouchant dans une première partie (4a) dudit premier collecteur, ledit premier collecteur (4) et une seconde partie desdits tubes (2), débouchant dans une seconde partie (4b) dudit premier collecteur (4), ledit premier collecteur (4) comprenant une cloison (12) configurée pour perturber la circulation du fluide entre la première et la seconde partie desdits tubes (2).
2. Echangeur selon la revendication 1 dans lequel les tubes (2) du faisceau sont répartis en une première passe et une seconde passe, correspondant respectivement à la première partie et à la seconde partie desdits tubes (2).
3. Echangeur selon la revendication 2 dans lequel la section de passage pour le fluide frigorigène dans la première passe représente 40 à 70% de la section de passage pour le fluide frigorigène du faisceau.
4. Echangeur selon la revendication 2 dans lequel la section de passage pour le fluide frigorigène dans la première passe est strictement supérieure à 40%.
5. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la cloison (12) se trouve à une distance d d'une zone de passage entre la première partie et la seconde partie dudit premier collecteur (4), et la cloison (12) est positionnée au choix:
- dans ladite première partie (4a), la distance d étant inférieure à la moitié d'une longueur axiale de ladite première partie (4a) dudit premier collecteur (4),
- dans ladite seconde partie (4b), la distance d étant inférieure à la moitié de la longueur axiale de ladite seconde partie (4b) dudit premier collecteur (4).
6. Echangeur selon la revendication 5 dans lequel la cloison (12) se trouve au niveau de ladite zone de passage.
7. Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la cloison (12) est configurée pour orienter préférentiellement le fluide frigorigène vers des tubes de la seconde partie de tubes (2) se trouvant à proximité d'une cloison (9), dite de séparation, d'un second collecteur (5) de l'échangeur dans lequel les tubes (2) dudit faisceau débouchent, ladite cloison de séparation (9) définissant ladite circulation en série.
8. Echangeur selon la revendication 7 dans lequel lesdits tubes de la seconde partie de tubes (2) se trouvant à proximité de ladite cloison de séparation (9) se trouvent en regard d'un orifice de sortie (1 1 ) du fluide frigorigène hors de l'échangeur.
9. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la cloison (12) de perturbation de la circulation du fluide réfrigérant présente un ou plusieurs orifices (14) de passage dudit fluide.
10. Echangeur selon la revendication 9 dans lequel les orifices de passage (14) de fluide réfrigérant sont régulièrement répartis à la surface de la cloison (12) de perturbation de la circulation du fluide frigorigène.
1 1 . Echangeur selon la revendication 9 dans lequel les orifices de passage (14) sont répartis de façon à canaliser le fluide en direction des tubes de la seconde partie de tubes (2) se trouvant à proximité de la cloison de séparation (9).
12. Echangeur selon la revendication 9 ou 1 1 dans lequel les orifices de passage (14) sont plus nombreux et/ou de surface plus importante dans une moitié de la cloison (12) de perturbation de la circulation du fluide frigorigène, se trouvant à proximité des tubes (2).
13. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 dans lequel la cloison (12) de perturbation de la circulation du fluide frigorigène est disposée transversalement à un axe longitudinale du premier collecteur.
14. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 dans lequel la cloison (12) de perturbation de la circulation du fluide frigorigène est un déflecteur (15) orienté de façon à diriger le fluide frigorigène vers le faisceau.
15. Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ledit échangeur est configuré pour être positionné en face avant de véhicule automobile.
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