WO2016173839A1 - Radiateur electrique pour dispositif de chauffage et de climatisation - Google Patents
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- WO2016173839A1 WO2016173839A1 PCT/EP2016/058083 EP2016058083W WO2016173839A1 WO 2016173839 A1 WO2016173839 A1 WO 2016173839A1 EP 2016058083 W EP2016058083 W EP 2016058083W WO 2016173839 A1 WO2016173839 A1 WO 2016173839A1
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Definitions
- a metal for dissipating heat other than aluminum may be used for the heat dissipation plate 12.
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Abstract
La présente invention concerne un radiateur électrique (10) pour dispositif de chauffage et de climatisation (1) pour véhicule automobile (V). Elle se caractérise en ce que le radiateur électrique (10) comprend : - au moins une plaque de dissipation thermique (12) comprenant une pluralité d'orifices d'aération (120); et - au moins un élément chauffant résistif (11) adapté pour être disposé sur au moins une des faces (122, 123) de ladite plaque de dissipation thermique (12).
Description
RADIATEUR ELECTRIQUE POUR DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ET DE
CLIMATISATION
DOMAI N E TECH N I Q U E D E L' I NV ENTI ON
La présente invention concerne un radiateur électrique pour dispositif de chauffage et de climatisation pour véhicule automobile. Elle trouve une application particulière mais non limitative dans les véhicules automobiles.
A R R I È R E- P LAN TECH NOLOG I Q U E D E L' I NV E NTI ON
Les véhicules automobiles hybrides, électriques et thermiques comprennent un dispositif de chauffage et de climatisation qui comporte un radiateur électrique. Dans le cas des véhicules hybrides et thermiques, ce radiateur constitue un radiateur auxiliaire qui permet de chauffer l'habitacle du véhicule automobile en complément du radiateur principal, tandis que dans le cas des véhicules tout électrique, ce radiateur constitue le radiateur principal. Ce radiateur électrique est connecté au réseau électrique du véhicule automobile.
Un radiateur électrique connu de l'homme du métier comprend :
- une pluralité de pierres en céramique ;
- une pluralité d'ailettes disposées autour de chaque pierre en céramique et qui sont en contact mécanique et électrique avec la pierre en céramique. Chaque ailette est alimentée électriquement via le réseau électrique du véhicule automobile.
Dans un exemple non limitatif, lorsque le radiateur électrique constitue le radiateur principal du véhicule automobile, une vingtaine de pierres en céramique sont utilisées pour pouvoir fournir une puissance de l'ordre de 1200 Watts.
Les ailettes permettent d'évacuer la chaleur produite par les pierres en céramiques et permettent ainsi de chauffer un flux d'air qui traverse l'ensemble formé par les pierres en céramique et lesdites ailettes. Un inconvénient de cet état de la technique est que ce radiateur électrique comprend un nombre très important d'éléments (pierres et ailettes). De plus, l'assemblage de ces éléments doit répondre à des contraintes dimensionnelles et géométriques en raison de l'espace limité qui est alloué au radiateur électrique dans le dispositif de chauffage et de climatisation. L'assemblage de l'ensemble des éléments est ainsi complexe à réaliser.
Dans ce contexte, la présente invention vise à résoudre l'inconvénient précédemment mentionné.
D ESC R I PTI ON G E N E RALE D E L' I NV ENTI ON A cette fin l'invention propose un radiateur électrique pour dispositif de chauffage et de climatisation pour véhicule automobile, selon lequel le radiateur électrique comprend :
- au moins une plaque de dissipation thermique comprenant une pluralité d'orifices d'aération ; et
- au moins un élément chauffant résistif adapté pour être disposé sur au moins une des faces de ladite plaque de dissipation thermique.
Ainsi, comme on va le voir en détail ci-après, le nombre d'éléments dans le radiateur électrique a été réduit et l'assemblage des éléments a été simplifié puisqu'il comprend simplement au moins un élément chauffant résistif disposé à la surface de la plaque de dissipation thermique. La conception du radiateur électrique peut être ainsi adaptée plus facilement en fonction des contraintes géométriques et dimensionnelles du dispositif de chauffage et de climatisation.
Selon des modes de réalisation non limitatifs, le radiateur électrique, peut comporter en outre une ou plusieurs caractéristiques supplémentaires parmi les suivantes : Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit au moins un élément chauffant résistif comprend un fil résistif adapté pour suivre un chemin déterminé entre lesdits orifices d'aération.
La conception du radiateur électrique peut être ainsi adaptée plus facilement en fonction de la puissance thermique demandée.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit élément chauffant résistif est recouvert d'un revêtement de protection tel qu'une résine.
Cela permet de protéger l'élément chauffant résistif contre la corrosion due à des agents corrosifs tels que l'eau, le sel, le dioxyde de souffre (S02) etc.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite plaque de dissipation thermique est en aluminium.
Cela permet d'obtenir une plaque légère et peu coûteuse. Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite plaque de dissipation thermique comporte une zone dépourvue d'orifices d'aération.
Cela permet de concentrer un flux d'air dans certaines zones de la plaque de dissipation thermique. Selon un mode de réalisation non limitatif, les orifices d'aération ont une profondeur égale à l'épaisseur de la plaque de dissipation thermique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ladite plaque de dissipation thermique comporte en outre sur une de ses faces des plots comprenant lesdits orifices d'aération.
Cela permet de faire cheminer facilement le fil résistif autour desdits orifices.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit radiateur électrique comporte une pluralité d'éléments chauffants résistifs.
Cela permet d'obtenir une puissance assez importante pour un radiateur électrique. Par ailleurs, chaque élément chauffant résistif ayant un chemin différent de l'autre, cela permet d'obtenir si nécessaire des puissances différentes en fonction des zones à gérer thermiquement.
Selon un mode de réalisation non limitatif, chaque élément chauffant résistif est associé à une sortie d'air dans un habitacle du véhicule automobile et chaque élément chauffant résistif comprend des connexions électriques disposées sur ladite plaque de dissipation thermique du côté de ladite sortie d'air associée.
Cet agencement est intéressant dans le cas où il y a une gestion indépendante de flux d'air pour chaque sortie d'air.
Selon un mode de réalisation non limitatif, chaque élément chauffant résistif comprend des connexions électriques, et les connexions électriques de l'ensemble des éléments chauffants résistifs sont disposés sur un même côté de ladite plaque de dissipation thermique.
Cela permet d'avoir un accès plus facile aux connexions électriques, et de connecter plus facilement les éléments chauffants résistifs à un organe électrique ou électronique extérieur. Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit élément chauffant résistif comprend deux connexions électriques adaptées pour être connectées à un réseau électrique du véhicule automobile.
Les connexions électriques permettent d'alimenter l'élément chauffant résistif en tension et de permettre ainsi à l'élément chauffant résistif de dissiper de l'énergie thermique.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le chemin du fil résistif dudit au moins un élément chauffant résistif est déterminé en fonction de :
- la localisation d'une sortie d'air dans un habitacle du véhicule automobile ; et/ou
- du nombre d'éléments chauffants résistifs disposés sur ladite plaque de dissipation thermique ; et/ou
- de la puissance de chauffe recherchée.
Le chemin parcouru par un élément chauffant résistif est très ajustable en fonction de tous ces paramètres. La conception de l'ensemble du radiateur électrique est ainsi très modulable.
Selon un mode de réalisation non limitatif, ledit radiateur électrique est adapté pour délivrer une puissance de chauffe adaptée en fonction de :
- la résistivité du matériau dudit fil résistif ; et/ou
- la longueur dudit fil résistif ; et/ou
- la section dudit fil résistif.
Ces différents paramètres permettent d'ajuster facilement et précisément la puissance de chauffe produite par le radiateur électrique. II est également proposé un dispositif de chauffage et de climatisation pour véhicule automobile comprenant un radiateur électrique selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes.
Selon un mode de réalisation non limitatif, le radiateur électrique est un radiateur principal ou un radiateur auxiliaire.
Ainsi, le radiateur électrique peut être intégré dans un dispositif de chauffage et de climatisation pour véhicule automobile thermique, hybride ou pour un véhicule tout électrique.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent.
- la figure 1 représente un schéma d'un radiateur électrique pour dispositif de chauffage et de climatisation pour un véhicule automobile, ledit radiateur électrique comprenant une plaque de dissipation thermique et au moins un élément chauffant résistif selon un premier mode de réalisation non limitatif de l'invention ;
- la figure 2 représente une coupe selon un axe A-A du radiateur électrique de la figure 1 ;
- la figure 3 représente une coupe transversale de la plaque de dissipation thermique selon un premier mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 4 représente une coupe transversale de la plaque de dissipation thermique selon un deuxième mode de réalisation non limitatif ;
- la figure 5 représente un schéma de l'élément chauffant résistif du radiateur électrique de la figure 1 selon un mode de réalisation non limitatif, ledit élément chauffant résistif comprenant des connexions électriques et un fil résistif ;
- la figure 6 représente un schéma d'un radiateur électrique pour dispositif de chauffage et de climatisation pour un véhicule automobile, ledit radiateur électrique comprenant une plaque de dissipation thermique et au moins un élément chauffant résistif selon un deuxième mode de réalisation non limitatif de l'invention ;
- la figure 7 représente un schéma d'un dispositif de chauffage et de climatisation comprenant le radiateur électrique de la figure 1 ou de la figure 6 selon un mode de réalisation non limitatif.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
Les éléments identiques, par structure ou par fonction, apparaissant sur différentes figures conservent, sauf précision contraire, les mêmes références.
Le radiateur électrique 10 pour dispositif de chauffage et de climatisation 1 pour véhicule automobile V, est illustré schématiquement sur la figure 1 .
Par véhicule automobile, on entend tout type de véhicule motorisé.
Dans l'exemple non limitatif illustré, le radiateur 10 fait partie d'un dispositif de chauffage et de climatisation 1 (décrit plus en détail dans la suite de la description).
Le radiateur électrique 10 comprend :
- au moins une plaque de dissipation thermique 12 comprenant une pluralité d'orifices d'aération 120 ;
- au moins un élément chauffant résistif 1 1 adapté pour être disposé sur une des faces 122, 123 de ladite plaque de dissipation thermique 12. Les différents éléments du radiateur électrique 10 sont décrits plus en détail ci-après.
• Pl§g fLd§_dissiBatiojitjierj^ La plaque de dissipation thermique 12 est décrite en référence aux figures 1 , 2, 3 et 6.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la plaque de dissipation thermique 12 est en aluminium. Ce matériau est léger et permet une très bonne dissipation thermique. Il présente en effet un coefficient d'échange avec l'air
intéressant ce qui permet un bon transfert de chaleur. Par ailleurs, c'est un matériau peu coûteux.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la plaque de dissipation thermique 12 comprend une hauteur L1 comprise entre 80mm (millimètres) et 1 60mm et une longueur L2 comprise entre 150mm et 300mm. Dans un mode de réalisation non limitatif, la plaque de dissipation thermique 12 comprend une épaisseur e1 comprise entre 10mm et 15mm. Ces dimensions permettent d'intégrer ladite plaque de dissipation thermique 1 2 dans un emplacement restreint dans le dispositif de chauffage et de climatisation 1 du véhicule automobile V. Bien entendu, d'autres dimensions peuvent être utilisées.
Les orifices d'aération 120 de la plaque de dissipation thermique 12 permettent de laisser passer un flux d'air 6 au travers de ladite plaque de dissipation thermique 12.
Le nombre d'orifices d'aération 120 et leur diamètre est calculé en fonction de la valeur recherchée de la perte de charge provoquée par le passage d'un flux d'air 6 au travers desdits orifices d'aération 120. Dans un exemple de réalisation non limitatif, la perte de charge recherchée est comprise entre 30- 60 Pascal pour un débit massique de 300kg/h.
La plaque de dissipation thermique 12 permet ainsi de transmettre l'énergie produite par l'élément chauffant résistif 1 1 au flux d'air 6 traversant les orifices d'aération 120, ce qui permet de chauffer ledit flux d'air 6. Dans un mode de réalisation non limitatif tel qu'illustré sur la figure 1 , la plaque de dissipation thermique 12 comprend une zone 121 dépourvue d'orifices d'aération 120. Ainsi, on peut densifier le flux d'air 6 dans certaines zones de la plaque de dissipation thermique 12 et n'avoir aucun flux d'air au niveau de certaines autres zones s'il est inutile d'en avoir à ces endroits. Dans un autre mode de réalisation non limitatif tel qu'illustré sur la figure 6, la plaque de dissipation thermique 12 ne comprend pas une telle zone. Elle
comporte donc une pluralité d'orifices d'aération 120 répartis sur l'ensemble de sa surface (tel que représenté sur la figure 6).
Dans un premier mode de réalisation non limitatif illustré sur la figure 3, les orifices d'aération 120 ont une épaisseur e2 égale à l'épaisseur e1 de la plaque de dissipation thermique 12. Ainsi, les orifices d'aération 120 débouchent sur les deux faces 122 et 123 de la plaque de dissipation thermique 12 et ne dépassent pas desdites faces.
De tels orifices d'aération 120 sont illustrés sur la coupe A-A de la figure 2. Dans ce cas, dans un mode de réalisation non limitatif, la plaque de dissipation thermique 12 peut comporter des pions 130 de positionnement pour permettre de réaliser le chemin Pth d'un fil résistif 1 10, ledit fil résistif 1 10 pouvant être enroulé en partie autour desdits pions. Ces pions 130 servent ainsi de guides pour le fil résistif 1 10.
Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif, la plaque de dissipation thermique 12 comporte en outre sur une de ses faces (122, 123) des plots
140 comprenant lesdits orifices d'aération 120. Ces plots permettent ainsi de réaliser le chemin d'un fil résistif 1 10, ledit fil résistif 1 10 pouvant être enroulé en partie autour desdits plots 140. L'épaisseur e2 des orifices d'aération 120 est ainsi plus grande que celle e1 de la plaque de dissipation thermique 12.
Ces plots 140 forment ainsi le contour des orifices d'aération 120 et lesdits contours servent ainsi de guide pour le fil résistif 1 10.
Tel qu'illustré sur la figure 4, dans une première variante de réalisation non limitative, un plot 140 est en saillie sur une des faces de la plaque de dissipation thermique 12, ici la face 122. Dans ce cas, dans un exemple non limitatif, le plot 140 est un plot réalisé par emboutissage.
Dans une deuxième variante de réalisation non limitative (non illustrée), un plot 140 est en saillie sur les deux faces de la plaque de dissipation thermique 12. Dans ce cas, dans un exemple non limitatif, le plot 140 est un plot rapporté.
L'élément chauffant résistif est décrit en référence aux figures 1 , 5 et 6.
Dans un mode de réalisation non limitatif, un élément chauffant résistif 1 1 comprend :
- un fil résistif 1 10 adapté pour suivre un chemin déterminé Pth entre lesdits orifices d'aération 120 ; et
- deux connexions électriques 1 13, 1 14 adaptés pour être connectés à un réseau électrique 2 du véhicule automobile V.
Le réseau électrique 2 est constitué entre autre par une batterie Bat du véhicule automobile V tel qu'illustré sur la figure 1 . Dans un mode de réalisation non limitatif, le radiateur électrique 10 comprend une pluralité d'éléments chauffants résistifs 1 1 .
Dans un premier mode de réalisation non limitatif illustré sur la figure 1 , chaque élément chauffant résistif 1 1 est associé à une sortie d'air 5a, 5b, 5c, 5d (décrites plus loin) dans un habitacle 20 du véhicule automobile V et chaque élément chauffant résistif 1 1 comprend des connexions électriques 1 13, 1 14 disposés sur ladite plaque de dissipation thermique 12 du côté de ladite voie d'aération associée. Comme on peut le voir sur la figure 1 , il y a ainsi quatre éléments chauffants résistifs 1 1 avec respectivement les connexions électriques 1 13a-1 14a, 1 13b-1 14b, 1 13c-1 14c, 1 13d-1 14d associés respectivement à :
- une sortie d'air 5a ;
- une sortie d'air 5b ;
- une sortie d'air 5c ;
- une sortie d'air 5d.
Les connexions électriques de différents éléments chauffants résistifs 1 1 peuvent ainsi être disposées sur des côtés différents de la plaque de dissipation thermique 12. Ainsi, tel qu'illustré sur l'exemple non limitatif de la figure 1 , les connexions électriques 1 13a, 1 14a et 1 13b, 1 14b sont disposés sur un même côté 125, les connexions électriques 1 1 3c, 1 14c sont disposés sur un autre côté 124 et les connexions électriques 1 13d, 1 14d sont disposés sur un autre côté 126 de la plaque de dissipation thermique 12.
Dans un deuxième mode de réalisation non limitatif illustré sur la figure 6, chaque élément chauffant résistif 1 1 comprend des connexions électriques 1 13, 1 14, et les connexions électriques 1 13, 1 14 de l'ensemble des éléments chauffants résistifs 1 1 sont disposés sur un même côté 124 de ladite plaque de dissipation thermique 12. La plaque de dissipation thermique 12 peut ainsi être positionnée dans le dispositif de chauffage et de climatisation 1 de sorte que le côté 124 soit accessible facilement.
Le fil résistif 1 10 est connecté aux deux connexions électriques 1 13 et 1 14 décrits précédemment. Ainsi, un courant traverse le fil résistif 1 10 grâce à la tension appliquée aux deux connexions électriques 1 13 et 1 14 et le fil résistif 1 10 va ainsi chauffer et délivrer une puissance de chauffe P d'une certaine valeur. La puissance électrique est ainsi transformée en énergie à une certaine puissance (exprimée en Watts). L'énergie qui est ici de la chaleur est transmise via le fil résistif 1 10 à la plaque de dissipation thermique 12. Dans un mode de réalisation non limitatif, le fil résistif 1 10 est en alliage cuivreux émaillé. L'émaillage est une couche isolante électrique qui permet d'éviter tout court-circuit entre le fil résistif 1 10 et la plaque de dissipation thermique 12. De plus, cela permet d'éviter tout court-circuit entre les spires elles-mêmes dudit fil résistif 1 10.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le fil résistif 1 10 est à coefficient de température positive (CTP). Ainsi, quand la température du fil résistif 1 10 augmente, sa résistance augmente. En cas de température élevée (dans un
exemple non limitatif entre 130°C (Celsius) et 180° C), cela permet de limiter la puissance de chauffe P produite. On évite ainsi les surchauffes qui risqueraient d'endommager le fil résistif 1 10. Le fil résistif 1 10 parcourt un chemin déterminé Pth sur la plaque de dissipation thermique 12.
Dans un mode de réalisation non limitatif, le chemin Pth du fil résistif 1 10 dudit au moins un élément chauffant résistif 1 1 est déterminé en fonction de :
- a) la localisation d'une sortie d'air 5a, 5b, 5c, 5d dans un habitacle 20 du véhicule automobile V ; et/ou
- b) du nombre d'éléments chauffants résistifs 1 1 disposés sur ladite plaque de dissipation thermique 12 ; et/ou
- c) de la puissance de chauffe P recherchée.
En ce qui concerne le point a), grâce au chemin Pth, le fil résistif 1 10 peut être disposé au plus près de la sortie d'air qui lui est associée. La chambre de mixage 21 (décrite plus loin) du dispositif de chauffage et de climatisation 1 pourra ainsi plus facilement envoyer un flux d'air mixé avec les bonnes proportions de flux d'air chaud en fonction de la proportion d'air chaud désirée par un utilisateur sur une sortie d'air donnée.
Ainsi, par exemple, un fil résistif 1 10 pourra être associé à une sortie d'air 5a proche du pare-brise et son chemin Pth configuré au plus proche de ladite sortie d'air 5a de sorte que la chambre de mixage 21 récupère le plus facilement flux d'air 6 chauffé par ledit fil résistif 1 10 et l'envoie facilement vers ladite sortie d'air 5a.
En ce qui concerne le point b), le chemin Pth permet de prendre en compte les autres chemins Pth parcourus par les autres fils résistifs 1 10 de sorte que les différents fils résistifs ne se superposent pas.
En ce qui concerne le point c), le chemin Pth permet d'adapter la puissance de chauffe P délivrée par l'élément chauffant résistif 1 1 . A cet effet, la longueur L du fil résistif 1 10 est plus ou moins grande et donc le chemin Pth est plus ou moins grand.
Dans le cas où une gestion indépendante du flux d'air 6 chauffé délivré à chaque sortie d'air 5a à 5d est effectuée, cela permet par exemple de chauffer plus le flux d'air 6 destiné à la sortie d'air 5a pour le dégivrage que le flux d'air 6 destiné à la sortie d'air 5b qui correspondant à la sortie d'air pour le conducteur. Par gestion indépendante de flux d'air 6, on entend que l'on peut avoir pour une sortie d'air un flux d'air chaud 6 à une température différente d'un flux d'air chaud 6 d'une autre sortie d'air.
Ainsi, les éléments chauffants résistifs 1 1 du radiateur électrique 10 comprennent chacun un fil résistif 1 10 qui suit un chemin Pth entre lesdits orifices d'aération différent des autres fils résistifs 1 10. Chaque élément chauffant résistif 1 1 dissipe ainsi une puissance P propre et si nécessaire différente. Cela permet d'avoir un radiateur électrique dont les éléments chauffants résistifs sont modulables indépendamment les uns des autres. Ce chemin Pth permet ainsi d'adapter la conception du radiateur électrique 10 dans son ensemble en tenant compte non seulement de la puissance demandée pour le radiateur électrique 10 par un constructeur automobile, mais également des contraintes géométriques et dimensionnelles demandées par ledit constructeur automobile. L'adaptation est simple à réaliser puisque un fil résistif 1 10 est facilement maniable mécaniquement. Tout chemin Pth peut ainsi être envisagé.
Dans un mode de réalisation non limitatif, l'élément chauffant résistif 1 1 est recouvert d'une résine 13 (illustré sur la figure 2). La résine 13 recouvre donc le fil résistif 1 10 de l'élément chauffant résistif 1 1 et la partie des connexions
électriques 1 13, 1 14 de l'élément chauffant résistif 1 1 qui se trouve sur ladite plaque de dissipation thermique 12.
La résine 13 est thermo-conductrice et isolante électriquement. Elle facilite ainsi le transfert thermique entre ledit élément chauffant résistif 1 1 et la plaque de dissipation thermique 12, et protège le fil résistif 1 10.
Dans un exemple non limitatif, la résine est une silicone qui permet d'absorber les dilatations du matériau (ici l'aluminium) de la plaque de dissipation thermique. Ainsi, la silicone ne va pas avoir de craquelures malgré les dilatations que peut subir la plaque de dissipation thermique 12 sous l'effet des variations de températures.
Cette résine 13 permet également de protéger l'élément chauffant résistif 1 1 contre la corrosion due aux brouillards salins, à l'air salin, aux agents polluants de type S02 etc.
Dans un mode de réalisation non limitatif, la résine 13 est déposé sur l'élément chauffant résistif 1 1 après la dépose de celui-ci sur une des faces de la plaque de dissipation thermique 12, à savoir une fois le chemin Pth du fil résistif 1 10 réalisé. La résine 13 recouvre ainsi la plaque de dissipation thermique 12 et permet ainsi d'isoler électriquement l'ensemble de la plaque de dissipation thermique 12.
La vue en coupe A-A de la figure 2 illustre la résine 13 qui protège ainsi toute la plaque de dissipation thermique 12.
Dans un mode de réalisation non limitatif, ledit élément chauffant résistif 1 1 (et donc ledit radiateur électrique 10) est adapté pour produire une puissance P adaptée fonction de :
- la résistivité p du matériau du fil résistif 1 10 ; et/ou
- la longueur L du fil résistif 1 10 ; et/ou
- la section S du fil résistif 1 10 Ainsi, il est facile de modifier la puissance de chauffe P produite par l'ensemble des éléments chauffants résistifs 1 1 selon un de ces paramètres
sans pour autant modifier les dimensions de la plaque de dissipation thermique 12 qui accueille lesdites éléments chauffants résistifs 1 1 .
Ainsi, la puissance de chauffe P délivrée par un élément chauffant résistif 1 1 peut être identique ou différente de celle délivrée par un autre élément chauffant résistif 1 1 sur une même plaque de dissipation thermique 1 1 .
Tel que mentionné précédemment, la puissance de chauffe P produite par un élément chauffant résistif 1 1 peut ainsi être adaptée en fonction des sorties d'air 5a, 5b, 5c, 5d du dispositif de chauffage et de climatisation 1 . Dans le cas d'un véhicule tout électrique, lorsque le radiateur électrique forme le radiateur principal du véhicule automobile, dans un exemple non limitatif, la puissance totale de chauffe P produite par l'ensemble des éléments chauffants résistifs 1 1 est comprise entre 4 et 9kW (kilowatts). On notera que dans ce cas, le radiateur électrique 10 est connecté au réseau électrique 2 du véhicule automobile via une batterie Bat qui fournit sensiblement entre 280 et 300 Volts dans un exemple non limitatif. Pour obtenir cette énergie, soit une seule plaque de dissipation thermique 12 est utilisée avec une pluralité d'éléments chauffants résistifs 1 1 , soit une pluralité de plaques de dissipation thermiques 12 sont utilisées, une plaque de dissipation thermique comportant dans ce cas un ou plusieurs éléments chauffants résistifs 1 1 . Dans un exemple non limitatif, les plaques de dissipation thermiques 12 sont disposées les unes derrière les autres.
Ainsi, si par exemple on veut obtenir 4kW, une plaque de dissipation thermique 12 fournissant 4kW pourra être utilisée ou deux plaques de dissipation thermiques 12 fournissant 2kW chacune pourront être utilisées.
Dans le cas d'un véhicule hybride ou thermique, lorsque le radiateur électrique forme un radiateur auxiliaire du véhicule automobile, dans un exemple non limitatif, la puissance totale de chauffe P produite par l'ensemble des éléments chauffants résistifs 1 1 est comprise entre 300W et 2kW. On notera que dans ce cas, le radiateur électrique 10 est connecté au
réseau électrique 2 du véhicule automobile via un alternateur une batterie Bat qui fournit sensiblement entre 12 et 24 Volts dans un exemple non limitatif.
La figure 7 est un schéma qui illustre le radiateur électrique 10 intégré dans un dispositif de chauffage et de climatisation 1 .
On notera que dans un exemple non limitatif, le dispositif de chauffage et de climatisation 1 est situé au niveau de la console centrale du véhicule automobile V derrière la planche de bord.
Dans l'exemple non limitatif illustré, le radiateur électrique 10 est un radiateur auxiliaire.
Comme on peut le voir sur la figure 7, dans un mode de réalisation non limitatif, le dispositif de chauffage et de climatisation 1 comprend notamment
- une entrée d'air 4 par laquelle le flux d'air 6 peut entrer ;
- un pulseur 3 disposé en regard de l'entrée d'air 4 adapté pour faire circuler le flux d'air 6 depuis l'entrée d'air 4 vers des sorties d'air 5a, 5b, 5c et 5d ;
- un évaporateur 7 raccordé à un circuit de fluide réfrigérant (non illustré), ledit évaporateur 7 étant adapté pour refroidir le flux d'air 6 ;
- une chambre d'air froid 1 1 disposée en aval de l'évaporateur 7 et adaptée pour recevoir le flux d'air 6 refroidi par l'évaporateur 7 ;
- une chambre de chauffage 12 comprenant un radiateur principal 8 et le radiateur électrique auxiliaire 10 et adaptée pour réchauffer le flux d'air 6
- une chambre de mixage d'air 21 adaptée pour :
- recevoir le flux d'air froid provenant de la chambre d'air froid 1 1 et le flux d'air chaud provenant de la chambre de chauffage 12 ;
- délivrer un flux d'air mixé à chacune des sorties d'air 5a à 5d.
Par flux d'air mixé, on entend un flux d'air provenant de la chambre de mixage 21 . Ce flux d'air peut comprendre un mélange de flux d'air froid et de flux d'air chaud ou uniquement du flux d'air froid ou du flux d'air chaud.
Ainsi, la chambre de mixage d'air 21 comprend un organe de mixage d'air (non illustré) qui permet de calibrer la proportion de flux d'air froid et de flux d'air chaud entrant dans ladite chambre de mixage 21 . Pour obtenir le flux d'air mixé, la chambre de mixage 21 est ainsi alimentée par des portions de flux d'air chaud et de flux d'air froid ou par un flux d'air totalement froid ou par un flux d'air totalement chaud.
On notera que chacune des sorties d'air 5a, 5b, 5c et 5d est destinée à délivrer un flux d'air respectif dans une zone spécifique de l'habitacle du véhicule automobile V et des volets pivotants de réglage (non illustrés), permettent de régler au gré des demandes d'un utilisateur la quantité d'air qui circule par chacune de ces sorties d'air.
Ainsi, la sortie d'air 5a est adaptée pour distribuer de l'air dans la partie supérieure de la zone avant supérieure de l'habitacle du véhicule, à savoir au niveau du pare-brise.
La sortie d'air 5b est adaptée pour distribuer de l'air dans la partie supérieure de la zone avant centrale de l'habitacle du véhicule, à savoir au niveau du conducteur.
La sortie d'air 5c est adaptée pour distribuer de l'air dans la partie inférieure de la zone avant inférieure de l'habitacle du véhicule, à savoir au niveau des pieds du conducteur.
La sortie d'air 5d est adaptée pour distribuer de l'air dans les parties supérieure et inférieure des zones avant centrale et inférieure de l'habitacle du véhicule, à savoir au niveau du passager avant et des pieds du passager avant.
Bien entendu, dans un autre mode de réalisation, on peut avoir deux sorties d'air différenciées, une pour le passager avant et une pour les pieds du
passager avant. On notera que cet autre mode impliquerait pour une gestion indépendante du flux d'air pour chaque sortie d'air un cinquième élément chauffant résistif 1 1 disposé dans un exemple non limitatif du côté 124 (à droite) de la plaque de dissipation thermique.
Bien entendu la description de l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus.
Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, le radiateur électrique 10 peut s'intégrer dans un dispositif qui est un dispositif de chauffage indépendant du dispositif de climatisation du véhicule automobile.
Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, un métal pour dissiper de la chaleur autre que l'aluminium peut être utilisé pour la plaque de dissipation thermique 12.
Ainsi, dans un mode de réalisation non limitatif, les deux faces de ladite plaque de dissipation thermique peuvent comprendre au moins un élément chauffant résistif. Dans ce cas, on utilise des plots ou des pions rapportés.
Ainsi, l'invention décrite présente notamment les avantages suivants : c'est une solution simple à mettre en œuvre et peu coûteuse ;
elle permet de proposer un radiateur électrique dont la géométrie est simple ;
elle permet de proposer un radiateur électrique adaptable en fonction de la demande des constructeurs automobiles (puissance, dimensions) ; elle permet de proposer un radiateur électrique plus simple à la fabrication qui comporte peu d'éléments et dont la conception est très flexible. La plaque de dissipation thermique 12 est découpée au format voulu en fonction de l'application constructeur et notamment de la place allouée pour le radiateur électrique ; la longueur du fil résistif est déterminée en fonction de la puissance de chauffe souhaitée etc. ;
elle permet de proposer un radiateur électrique dont les éléments chauffants résistifs peuvent être isolés très simplement (grâce à la résine) et sans surcoût important à la fabrication ;
elle permet de fabriquer un radiateur électrique sur une chaîne entièrement mécanisée sans intervention humaine, notamment parce que le radiateur électrique comporte des éléments simples à fabriquer, à assembler. Il suffit en effet d'utiliser notamment un outil d'emboutissage pour réaliser la découpe de la plaque de dissipation thermique et les orifices d'aération (dans le cas d'orifices d'aération avec pions ou de plots en saillie sur une face), un outil d'insertion dans le cas de plots en saillie sur deux faces, un outil de positionnement pour réaliser un chemin Pth, et un outil à souder pour réaliser les raccordements aux connexions électriques ;
elle permet de proposer un radiateur électrique dans lequel il n'est pas nécessaire de faire un compromis entre la puissance dissipée et la géométrie, les dimensions du radiateur électrique contrairement à l'état de la technique antérieur ;
elle permet de proposer un radiateur électrique dont la puissance est facilement ajustable en changeant juste un ou plusieurs paramètres des fils résistifs (résistivité, longueur, section) et le nombre d'éléments chauffants résistifs sans changer la géométrie des éléments ou leur dimension (plaque de dissipation thermique) ;
elle permet de proposer différentes gammes (en puissance) d'éléments chauffants résistifs 1 1 sur une même plaque de dissipation thermique 12 ;
elle permet de proposer un radiateur électrique qui peut être utilisé pour réchauffer avec différentes puissances, différents flux d'air destinés à des sorties différentes de sorte que lesdits flux d'air n'ont pas nécessairement la même température. Un utilisateur peut ainsi décider d'avoir un chauffage homogène sur les différentes sorties d'air, ou un chauffage à des températures différentes selon les sorties d'air.
Claims
1 . Radiateur électrique (10) pour dispositif de chauffage et de climatisation (1 ) pour véhicule automobile (V), selon lequel le radiateur électrique (10) comprend :
- au moins une plaque de dissipation thermique (12) comprenant une pluralité d'orifices d'aération (120) ; et
- au moins un élément chauffant résistif (1 1 ) adapté pour être disposé sur au moins une des faces (122, 123) de ladite plaque de dissipation thermique (12).
2. Radiateur électrique (10) selon la revendication 1 , selon lequel ledit au moins un élément chauffant résistif (1 1 ) comprend un fil résistif (1 10) adapté pour suivre un chemin déterminé (Pth) entre lesdits orifices d'aération (120).
3. Radiateur électrique (10) selon la revendication 1 ou la revendication 2, selon lequel ledit élément chauffant résistif (1 1 ) est recouvert d'un revêtement de protection tel qu'une résine (13).
4. Radiateur électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, selon lequel ladite plaque de dissipation thermique (12) est en aluminium.
5. Radiateur électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, selon lequel ladite plaque de dissipation thermique (12) comporte une zone (121 ) dépourvue d'orifices d'aération (120).
6. Radiateur électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, selon lequel les orifices d'aération (120) ont une profondeur (e2) égale à l'épaisseur (e1 ) de la plaque de dissipation thermique (12).
7. Radiateur électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, selon lequel ladite plaque de dissipation thermique (12) comporte en outre sur une de ses faces (122, 123) des plots (140) comprenant lesdits orifices d'aération (120).
8. Radiateur électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, selon lequel ledit radiateur électrique (10) comporte une pluralité d'éléments chauffants résistifs (1 1 ).
9. Radiateur électrique (10) selon la revendication précédente 8, selon lequel chaque élément chauffant résistif (1 1 ) est associé à une sortie d'air (5a, 5b, 5c, 5d) dans un habitacle (20) du véhicule automobile (V) et chaque élément chauffant résistif (1 1 ) comprend des connexions électriques (1 13, 1 14) disposés sur ladite plaque de dissipation thermique (12) du côté de ladite sortie d'air (5a, 5b, 5c, 5d) associée.
10. Radiateur électrique (10) selon la revendication précédente 8, selon lequel chaque élément chauffant résistif (1 1 ) comprend des connexions électriques (1 13, 1 14), et les connexions électriques (1 13, 1 14) de l'ensemble des éléments chauffants résistifs (1 1 ) sont disposés sur un même côté (124) de ladite plaque de dissipation thermique (12).
1 1 . Radiateur électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, selon lequel ledit élément chauffant résistif (1 1 ) comprend deux connexions électriques (1 13, 1 14) adaptés pour être connectés à un réseau électrique (2) du véhicule automobile (V).
12. Radiateur électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 1 1 , selon lequel le chemin (Pth) du fil résistif (1 10) dudit au moins un élément chauffant résistif (1 1 ) est déterminé en fonction de :
- la localisation d'une sortie d'air (5a, 5b, 5c, 5d) dans un habitacle (20) du véhicule automobile (V) ; et/ou
- du nombre d'éléments chauffants résistifs (1 1 ) disposés sur ladite plaque de dissipation thermique (12) ; et/ou
- de la puissance de chauffe (P) recherchée.
13. Radiateur électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 2 à 12, selon lequel ledit radiateur électrique (10) est adapté pour délivrer une puissance de chauffe (P) adaptée en fonction de :
- la résistivité (p) du matériau dudit fil résistif (1 10) ; et/ou
- la longueur (L) dudit fil résistif (1 10) ; et/ou
- la section (S) dudit fil résistif (1 10).
14. Dispositif de chauffage et de climatisation (1 ) pour véhicule automobile (V) comprenant un radiateur électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
15. Dispositif de chauffage et de climatisation (1 ) selon la revendication précédente 14, selon lequel ledit radiateur électrique (10) est un radiateur principal ou un radiateur auxiliaire.
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| FR1553853A FR3035765A1 (fr) | 2015-04-29 | 2015-04-29 | Radiateur electrique pour dispositif de chauffage et de climatisation |
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| WO2008122362A1 (fr) * | 2007-04-04 | 2008-10-16 | Beru Aktiengesellschaft | Appareil de chauffage électrique, notamment pour une automobile |
| EP2292455A1 (fr) * | 2009-09-03 | 2011-03-09 | BorgWarner BERU Systems GmbH | Dispositif de chauffage de l'air |
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| WO2014060546A1 (fr) * | 2012-10-19 | 2014-04-24 | Valeo Systemes Thermiques | Dissipateur thermique, module chauffant associé et procédé d'assemblage correspondant |
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- 2015-04-29 FR FR1553853A patent/FR3035765A1/fr active Pending
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2016
- 2016-04-13 WO PCT/EP2016/058083 patent/WO2016173839A1/fr active Application Filing
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| FR3035765A1 (fr) | 2016-11-04 |
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