WO2018154250A1 - Dispositif d'échange de chaleur et circuit de climatisation correspondant - Google Patents

Dispositif d'échange de chaleur et circuit de climatisation correspondant Download PDF

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WO2018154250A1
WO2018154250A1 PCT/FR2018/050433 FR2018050433W WO2018154250A1 WO 2018154250 A1 WO2018154250 A1 WO 2018154250A1 FR 2018050433 W FR2018050433 W FR 2018050433W WO 2018154250 A1 WO2018154250 A1 WO 2018154250A1
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low pressure
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outlet
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Frédéric TISON
Aurélie Bellenfant
Sylvain Moreau
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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    • F25B2500/18—Optimization, e.g. high integration of refrigeration components

Definitions

  • Said at least one high pressure inlet and outlet ports are disposed near a first end of said high pressure tank.
  • Said at least one low pressure inlet and outlet ports are disposed near a second end of said low pressure tank;
  • said connecting means for connecting in fluid communication at least one of said high pressure ports or at least one of said low pressure ports to at least one of said high pressure fluid inlet, high fluid outlet pressure, low pressure fluid inlet and low pressure fluid outlet grouped in said connection zone.
  • Said at least one high pressure inlet orifice is disposed near a first end of said high pressure reservoir and said at least one high pressure outlet orifice is disposed near a second end of said high pressure reservoir opposite said first end of said high pressure tank;
  • the calorie exchange is improved between the coolant in the low pressure state and the coolant in the high pressure state.
  • FIGS. 3a and 3b are diagrammatic views of elements constituting a "plate” type internal heat exchanger and an end plate according to an embodiment of the described technique
  • Figure 4 is a schematic view of a plate-type internal heat exchanger comprising an end plate according to another embodiment of the described technique
  • the general principle of the described technique consists of a heat exchange device for an air conditioning circuit operating with a refrigerant and comprising an evaporator and an internal heat exchanger in the form of a unit module of substantially parallelepiped shape.
  • connection with the expander is simplified and the latter can be easily positioned, for example through the deck of a vehicle as is the case conventionally for such a heat exchange device.
  • the internal heat exchanger 107 is composed of a stack of tanks
  • the tanks 207 thus stacked belong alternately to the high pressure internal circulation circuit, and to the low pressure internal circulation circuit.
  • the inlet of high pressure fluid 210, respectively the high pressure fluid outlet 220, of such an internal heat exchanger 107 must be connected in fluid communication to the high pressure inlet port 310, respectively the high pressure outlet port 320, from the high pressure end tank into the stack.
  • the low pressure input 230, respectively the low output 240 of such an internal heat exchanger 107 must be connected in fluid communication to the low pressure inlet port 330, respectively the low pressure outlet port 340, of the high pressure end tank into the stack.
  • an end plate 300 comprising junction means for connecting in fluid communication at least one of the inlet ports 310 or outlet 320 of high pressure fluid and / or at least one of the orifices inlet 330 or outlet 340 of low pressure fluid to at least one of the high pressure fluid inlet 210, the high pressure fluid outlet 220, the low pressure fluid inlet 230 and the low pressure fluid outlet 240 which are grouped in a connection area (510).
  • the end plate 300 comprises previously integrated tubes or conduits prior to attachment to the end reservoir 207 in the tank stack 207.
  • a high pressure reservoir 207hp ' has a high pressure inlet port 310' disposed near a first end of the high reservoir pressure 207hp ', and a high pressure outlet orifice 320' disposed near a second end of the high pressure tank 207hp 'opposite its first end.
  • the end plate 300 ' is a stamped plate having at least one channel 400 intended to cooperate with at least one face of one of said tanks so as to constitute at least one tube intended for the circulation of the fluid. refrigerant.
  • the joining means comprise this or these tubes.
  • Such a heat exchange device in the form of a unitary module 500, here of substantially parallelepipedal shape, comprises an evaporator 111 and an internal heat exchanger 107 equipped with an end plate 300 'according to the invention.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'échange de chaleur pour un circuit de climatisation (100) fonctionnant avec un fluide réfrigérant, et comprenant un évaporateur (111) et un échangeur de chaleur interne (107) mis sous la forme d'un module unitaire (500) de forme substantiellement parallélépipédique, Selon l'invention, le dispositif comprend au moins une entrée de fluide haute pression (210), une sortie de fluide haute pression (220), une entrée de fluide basse pression (230) et une sortie de fluide basse pression (240) regroupées dans une zone de connexion (510) disposée à proximité d'un coin dudit module unitaire.

Description

Dispositif d'échange de chaleur et circuit de climatisation correspondant
1 DOMAINE TECHNIQUE
Le domaine de l'invention est celui des circuits de climatisation fonctionnant avec un fluide réfrigérant.
Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif qui intègre à la fois un évaporateur et un échangeur de chaleur interne présentant des caractéristiques le rendant apte à une intégration optimisée dans un circuit de climatisation.
L'invention a de nombreuses applications, notamment mais non exclusivement dans le domaine automobile où les contraintes liées à l'encombrement des équipements embarqués sont importantes.
2 ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
On connaît les circuits de climatisation fonctionnant avec un fluide réfrigérant. Un tel circuit comprend typiquement, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant, un compresseur, un condenseur, un évaporateur, un détendeur et un accumulateur.
Pour améliorer les performances de l'évaporateur, il est connu de prévoir un échangeur de chaleur interne dans le circuit de climatisation. Un échangeur interne est un dispositif permettant au fluide réfrigérant d'échanger de la chaleur avec ce même fluide, mais dans un état de température et de pression différent.
Le fluide réfrigérant à haute pression, provenant du compresseur, est condensé dans le condenseur et passe ensuite dans une première partie de l'échangeur interne. Puis, le fluide réfrigérant est détendu par le détendeur. Le fluide réfrigérant à basse pression quittant le détendeur passe ensuite au travers de l'évaporateur, pour y être évaporé, puis au travers de l'accumulateur, et dans une seconde partie de l'échangeur de chaleur interne, avant de retourner au compresseur.
Dans l'échangeur interne, le fluide chaud à haute pression échange de la chaleur avec le fluide froid et à basse pression. Autrement dit, l'échangeur interne assure un échange de chaleur du fluide réfrigérant en deux points différents du circuit de climatisation. L'évaporateur permet de produire un flux d'air froid, ou climatisé, pouvant être envoyé, par exemple, dans l'habitacle d'un véhicule automobile.
Cependant, il apparaît qu'un circuit de climatisation comprend un nombre important d'éléments actifs, c'est-à-dire susceptibles de modifier les conditions de pression et de température du fluide réfrigérant, ainsi qu'un nombre important de pièces de jonction reliant en communication le fluide des différents éléments actifs entre eux.
Il est ainsi connu de proposer des dispositifs dans lesquels l'évaporateur et l'échangeur de chaleur interne sont mis sous forme d'un module unitaire. Ainsi, l'encombrement du dispositif global est réduit, ainsi que le coût de fabrication. Par ailleurs, un tel agencement permet de réduire le nombre de pièces de jonction et donc le risque de fuite du système global.
Parmi les échangeurs de chaleur interne rencontrés, ceux basés sur un empilement de plaques sont communément utilisés de par les capacités d'intégration que propose cette technologie tout en offrant de bonnes performances de transfert thermique entre le fluide chaud à haute pression et le fluide froid à basse pression.
Cependant, pour des raisons de simplicité de fabrication, l'entrée et la sortie du fluide haute pression de l'échangeur de chaleur interne ainsi que l'entrée et la sortie du fluide basse pression se trouvent souvent être disposées en des endroits diamétralement opposés d'une plaque d'extrémité de l'échangeur de chaleur interne.
Or il apparaît qu'une telle disposition n'est pas optimale pour permettre d'intégrer le circuit de climatisation global, par exemple dans un véhicule automobile.
Il existe ainsi un besoin pour un dispositif comprenant un évaporateur et un échangeur de chaleur interne mis sous forme d'un module unitaire et permettant une meilleure intégration avec les autres éléments du circuit de climatisation que ne le permettent les dispositifs connus.
3 RESUME
Pour remédier au moins en partie à certains des inconvénients de l'art antérieur, l'invention concerne un dispositif d'échange de chaleur pour un circuit de climatisation fonctionnant avec un fluide réfrigérant, et comprenant un évaporateur et un échangeur de chaleur interne mis sous la forme d'un module unitaire de forme substantiellement parallélépipédique.
Selon l'invention, le dispositif comprend au moins une entrée de fluide haute pression, une sortie de fluide haute pression, une entrée de fluide basse pression et une sortie de fluide basse pression regroupées dans une zone de connexion disposée à proximité d'un coin dudit module unitaire.
Ainsi, l'invention propose une solution nouvelle et inventive pour faciliter l'intégration d'un dispositif d'échange de chaleur, comprenant un évaporateur et un échangeur de chaleur interne mis sous la forme d'un module unitaire, dans un circuit de climatisation complet.
Pour ce faire, l'invention propose de regrouper en partie haute (i.e. dans la partie qui est disposée vers le haut lorsque le dispositif d'échange de chaleur est monté dans un véhicule) les quatre tubulures d'entrées/sorties haute et basse pression des deux circuits de circulation interne du liquide de refroidissement dans ses deux états de pression.
Plus précisément, on note que le module unitaire présente une face avant et une face arrière séparées par une paroi périphérique comprenant une paroi supérieure et une paroi inférieure reliées de part et d'autre par une paroi latérale. La zone de connexion est située à une extrémité (haute) d'une de ces parois latérales.
De ce fait, le raccordement du dispositif d'échange de chaleur au circuit de climatisation complet est simplifié pour l'opérateur, notamment la connexion avec le détendeur. Ce dernier élément peut ainsi être facilement positionné, par exemple à travers le tablier d'un véhicule comme c'est le cas classiquement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les entrées et sorties de fluide sont réparties par paires les unes au dessus des autres.
Dans une variante de l'invention, ledit échangeur interne est essentiellement constitué d'un empilement de réservoirs, lesdits réservoirs appartenant en alternance : • à un circuit de circulation interne haute pression dudit fluide réfrigérant dans un état haute pression ; et
· à un circuit de circulation interne basse pression dudit fluide réfrigérant dans un état basse pression ;
un réservoir du circuit de circulation interne haute pression, dit réservoir haute pression, présentant au moins un orifice d'entrée haute pression et au moins un orifice de sortie haute pression dudit fluide réfrigérant dans un état haute pression,
un réservoir du circuit de circulation interne basse pression, dit réservoir basse pression, présentant au moins un orifice d'entrée basse pression et au moins un orifice de sortie basse pression dudit fluide réfrigérant dans un état basse pression,
ledit échangeur interne comprenant en outre une plaque d'extrémité comprenant des moyens de jonction permettant de relier en communication de fluide au moins un desdits orifices haute pression et/ou au moins un desdits orifices basse pression à au moins une parmi lesdites entrée de fluide haute pression, sortie de fluide haute pression, entrée de fluide basse pression et sortie de fluide basse pression regroupées dans ladite zone de connexion.
Ainsi, une telle plaque d'extrémité selon la technique décrite peut s'adapter sur un échangeur interne classique permettant ainsi de regrouper les entrées/sorties haute et basse pression des deux circuits de liquide de refroidissement dans ses deux états de pression dans une même zone de connexion avec un minimum de modification des autres éléments présents dans le dispositif d'échange de chaleur. Le coût de la solution proposée est ainsi maîtrisé.
Dans un mode de réalisation particulier du dispositif :
• lesdits au moins un orifices d'entrée et de sortie haute pression sont disposés à proximité d'une première extrémité dudit réservoir haute pression ; et
• lesdits au moins un orifices d'entrée et de sortie basse pression sont disposés à proximité d'une deuxième extrémité dudit réservoir basse pression ;
ladite première extrémité dudit réservoir haute pression étant disposée en regard d'une première extrémité dudit réservoir basse pression qui est opposée à ladite deuxième extrémité dudit réservoir basse pression,
lesdits moyens de jonction permettant de relier en communication de fluide au moins un desdits orifices haute pression ou au moins un desdits orifices basse pression à au moins une parmi lesdites entrée de fluide haute pression, sortie de fluide haute pression, entrée de fluide basse pression et sortie de fluide basse pression regroupées dans ladite zone de connexion.
Ainsi, la technique décrite s'applique à un échangeur interne avec circulation du fluide réfrigérant du type en « U ».
Selon un autre aspect d'au moins un mode de réalisation de l'invention :
• ledit au moins un orifice d'entrée haute pression est disposé à proximité d'une première extrémité dudit réservoir haute pression et ledit au moins un orifice de sortie haute pression est disposé à proximité d'une deuxième extrémité dudit réservoir haute pression opposée à ladite première extrémité dudit réservoir haute pression ; et
• ledit au moins un orifice d'entrée basse pression est disposé à proximité d'une première extrémité dudit réservoir basse pression et ledit au moins un orifice de sortie basse pression est disposé à proximité d'une deuxième extrémité dudit réservoir basse pression opposée à ladite première extrémité dudit réservoir basse pression,
ladite première, respectivement deuxième, extrémité dudit réservoir haute pression étant en regard de ladite deuxième, respectivement première, extrémité dudit réservoir basse pression lorsque ledit réservoir basse pression est adjacent audit réservoir haute pression dans ledit empilement,
lesdits moyens de jonction permettant de relier en communication de fluide au moins un desdits orifices d'entrée et de sortie haute pression ainsi qu'au moins un desdits orifices d'entrée et de sortie basse pression, à au moins une parmi lesdites entrée de fluide haute pression, sortie de fluide haute pression, entrée de fluide basse pression et sortie de fluide basse pression regroupées dans ladite zone de connexion.
Ainsi, la technique décrite s'applique à un échangeur interne avec circulation du fluide réfrigérant du type en « à contre courant ».
Selon un autre mode de réalisation du dispositif, ladite plaque d'extrémité est une plaque emboutie présentant au moins un canal destiné à coopérer avec au moins une face d'un desdits réservoirs de manière à constituer au moins un tube destiné à l'écoulement dudit fluide réfrigérant, lesdits moyens de jonction comprenant ledit au moins un tube.
Selon un autre aspect d'un mode de réalisation de l'invention, ledit échangeur interne a une profondeur de 38mm.
Ainsi, le dispositif d'échange de chaleur peut aisément être intégré au sein d'un boîtier HVAC (pour « Heating, Ventilation and Air-Conditioning » en anglais) standard.
Selon une autre variante lesdits réservoirs sont constitués de plaques embouties brasées entre elles.
Selon un autre aspects, lesdits réservoirs comprennent des intercalaires d'échange de chaleur du type à « ailettes internes ».
Ainsi, l'échange de calorie est amélioré entre le fluide réfrigérant dans l'état basse pression et le fluide réfrigérant dans l'état haute pression.
L'invention concerne également un circuit de climatisation comprenant un dispositif d'échange de chaleur selon l'un quelconque des modes de réalisation précités. 4 LISTE DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels :
la figure 1 est un schéma représentant un circuit de climatisation ;
- la figure 2 illustre un ensemble combiné d'échange de chaleur comprenant un évaporateur et un échangeur de chaleur interne mis sous forme d'un module unitaire classique ;
les figures 3a et 3b sont des vues schématiques d'éléments constitutifs d'un échangeur de chaleur interne du type « à plaque » ainsi qu'une plaque d'extrémité selon un mode de réalisation de la technique décrite ;
la figure 4 est une vue schématique d'un échangeur de chaleur interne du type « à plaque » comprenant une plaque d'extrémité selon un autre mode de réalisation de la technique décrite ;
la figure 5 est une vue schématique d'un dispositif d'échange de chaleur mis sous forme d'un module unitaire selon un mode de réalisation de la technique décrite.
5 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Sur toutes les figures du présent document, les éléments et étapes identiques sont désignés par une même référence.
Le principe général de la technique décrite consiste en un dispositif d'échange de chaleur pour un circuit de climatisation fonctionnant avec un fluide réfrigérant et comprenant un évaporateur et un échangeur de chaleur interne mis sous la forme d'un module unitaire de forme substantiellement parallélépipédique.
Un tel dispositif d'échange de chaleur comprend au moins une entrée et une sortie de fluide haute pression, une entrée et une sortie de fluide basse pression regroupées dans une zone de connexion disposée à proximité d'un coin du module unitaire.
Ainsi, la connexion avec le détendeur est simplifiée et ce dernier élément peut être facilement positionné, par exemple à travers le tablier d'un véhicule comme c'est le cas classiquement pour un tel dispositif d'échange de chaleur.
On décrit maintenant, en relation avec la figure 1, les éléments constitutifs d'un circuit de climatisation classique.
Le circuit de climatisation 100 comprend un compresseur 103, un condenseur 105, un échangeur de chaleur interne 107, un détendeur 109, un évaporateur 111 et une bouteille dessicante 113, ces différents éléments étant reliés les uns aux autres par des pièces de jonction, tels que des tubes, des tubulures, des tuyaux ou analogues, de manière à assurer une circulation de fluide réfrigérant.
Le fluide réfrigérant est typiquement un fluide chloré et fluoré fonctionnant dans un régime sous-critique, tel que le fluide -134a, un mélange de HFO-1234yf et de CF31, ou tout autre fluide réfrigérant capable de fonctionner en régime sous-critique.
Sur la figure 1, des flèches illustrent la circulation du fluide réfrigérant. Le fluide réfrigérant, envoyé par le compresseur 103, traverse le condenseur 105, duquel il ressort dans un état de haute pression et de haute température. Le fluide réfrigérant traverse ensuite l'échangeur de chaleur interne 107 en empruntant un circuit de circulation interne dit haute pression, puis est détendu dans le détendeur 109. Le fluide ainsi détendu est ensuite acheminé vers l'évaporateur 111, avant de rejoindre l'échangeur de chaleur interne 107 dans un état de basse pression et de basse température, qu'il traverse en empruntant un circuit de circulation interne dit haute pression. La bouteille dessicante 113 est intercalée entre le condenseur 105 et l'échangeur de chaleur interne 107.
Dans l'échangeur de chaleur interne 107, le fluide réfrigérant à basse pression provenant de l'évaporateur 111 échange de la chaleur avec ce même fluide réfrigérant à haute pression provenant du condenseur 105. À la sortie de l'échangeur de chaleur interne 107, le fluide gagne à nouveau le compresseur 103, et ainsi de suite.
On décrit maintenant, en relation avec la figure 2, la structure d'un ensemble combiné d'échange de chaleur classique comprenant un évaporateur 111 et un échangeur de chaleur interne 107.
Plus particulièrement, un tel ensemble combiné d'échange de chaleur est essentiellement composé d'un évaporateur 111 et d'un échangeur de chaleur interne 107 accolés l'un à l'autre par l'intermédiaire de faces de contact respectives de manière à être mis sous la forme d'un module unitaire 200. Ainsi, l'encombrement du dispositif global est réduit, ainsi que le coût de fabrication.
Par ailleurs, un tel agencement permet de réduire le nombre de pièces de jonction et donc le risque de fuite du système global.
L'échangeur de chaleur interne 107 est composé d'un empilement de réservoirs
207 reliés entre eux de manière à constituer deux circuits de circulation interne du fluide réfrigérant.
Le premier de ces deux circuits de circulation interne, dit circuit de circulation interne haute pression, est dédié à la circulation du fluide réfrigérant dans un état haute pression, i.e. du fluide réfrigérant provenant de la bouteille dessicante 113 et à destination du détendeur 109.
Le deuxième de ces deux circuits de circulation interne, dit circuit de circulation interne basse pression, est dédié à la circulation du fluide réfrigérant dans un état basse pression, i.e. du fluide réfrigérant provenant du détendeur 109 et à destination du compresseur 103. Pour ce faire, une entrée de fluide haute pression 210 permet de relier en communication de fluide le circuit de circulation interne haute pression à la portion de circuit externe provenant de la bouteille dessicante 113.
De même, une sortie de fluide haute pression 220 permet de relier en communication de fluide le circuit de circulation interne haute pression à la portion de circuit externe conduisant le fluide au détendeur 109.
Par ailleurs, une entrée de fluide basse pression 230 permet de relier en communication de fluide le circuit de circulation interne basse pression à la portion de circuit externe provenant du détendeur 109.
De même, une sortie de fluide basse pression 240 permet de relier en communication de fluide le circuit de circulation interne basse pression à la portion de circuit externe conduisant le fluide réfrigérant au compresseur 103.
Cependant, pour des raisons détaillées ci-dessous en relation avec la figure 3a, il apparaît que dans une structure d'échangeur de chaleur interne 107 classique telle que représentée sur la figure 2, l'entrée 210 et la sortie 220 de fluide haute pression d'une part, et l'entrée 230 et la sortie 240 de fluide basse pression d'autre part, sont disposées à des extrémités différentes (i.e. en des endroits diamétralement opposés en pratique) d'une face d'extrémité de l'échangeur 107, ce qui limite les possibilités d'intégration.
On décrit maintenant, en relation avec les figures 3a et 3b, les éléments constitutifs d'un échangeur de chaleur interne 107 du type « à plaque » ainsi qu'une plaque d'extrémité selon un mode de réalisation de la technique décrite.
Un tel échangeur de chaleur interne 107 du type « à plaque » est constitué d'une superposition de plaques embouties 307 brasées entre elles de manière à former les réservoirs 207.
Les réservoirs 207 ainsi empilés appartiennent alternativement au circuit de circulation interne haute pression, et au circuit de circulation interne basse pression.
Pour ce faire, un réservoir du circuit de circulation interne haute pression, dit réservoir haute pression 207hp, présente au moins un orifice d'entrée haute pression 310 ainsi qu'au moins un orifice de sortie haute pression 320. De tels orifices permettent de mettre en communication de fluide le réservoir haute pression 207hp avec le réservoir haute pression suivant dans l'empilement.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 3a et 3b, les orifices d'entrée haute pression 310 et de sortie haute pression 320 sont disposés d'un même côté du réservoir haute pression 207hp, i.e. à proximité d'une première extrémité du réservoir haute pression 207hp. De la sorte, une circulation en « U » du fluide réfrigérant dans l'état haute pression est obtenue dans le réservoir haute pression 207hp (circulation illustrée par les flèches 325 sur la figure 3a). Plus particulièrement, la circulation du fluide réfrigérant dans l'état haute pression se fait via des tubes en « U » obtenus par brasage entre elles des plaques embouties 307.
De même, un réservoir du circuit de circulation interne basse pression, dit réservoir basse pression 207bp, présente un orifice d'entrée basse pression 330 ainsi qu'un orifice de sortie basse pression 340. Plus particulièrement, les orifices d'entrée basse pression 330 et de sortie basse pression 340 sont disposés d'un même côté du réservoir basse pression 207bp, i.e. à proximité d'une deuxième extrémité du réservoir basse pression 207bp. De la sorte, une circulation en « U » du fluide réfrigérant dans l'état basse pression est également obtenue dans le réservoir basse pression 207bp (circulation illustrée par les flèches 335 sur la figure 3a), via des canaux obtenus par emboutissage des plaques embouties 307.
Par ailleurs, la première extrémité du réservoir haute pression 207hp est en regard d'une première extrémité du réservoir basse pression 207bp qui est opposée à la deuxième extrémité du réservoir basse pression 207bp. En d'autres termes, les orifices d'entrées 310 et de sorties 320 haute pression des réservoirs haute pression sont disposés à l'opposé des orifices d'entrées 330 et sorties 340 basse pression des réservoirs basse pression dans l'empilement de réservoirs 207.
Or, l'entrée de fluide haute pression 210, respectivement la sortie de fluide haute pression 220, d'un tel échangeur de chaleur interne 107 doit être reliée en communication de fluide à l'orifice d'entrée haute pression 310, respectivement l'orifice de sortie haute pression 320, du réservoir haute pression d'extrémité dans l'empilement. De même, l'entrée basse pression 230, respectivement la sortie basse pression 240, d'un tel échangeur de chaleur interne 107 doit être relié en communication de fluide à l'orifice d'entrée basse pression 330, respectivement l'orifice de sortie basse pression 340, du réservoir haute pression d'extrémité dans l'empilement.
II apparaît ainsi que dans une telle structure classique d'échangeur de chaleur interne 107 dans lequel la circulation du fluide est du type en « U », l'entrée 210 et la sortie 220 haute pression d'une part, et l'entrée 230 et la sortie 240 basse pression d'autre part, sont disposées à des extrémités différentes (i.e. en des endroits diamétralement opposés en pratique) d'une face d'extrémité de l'échangeur 107, ce qui limite les possibilités d'intégration du dispositif d'échange de chaleur ainsi obtenu avec les autres éléments du circuit de climatisation 100.
On présente ci-dessous, en relation avec les figures 3b à 5, une nouvelle technique faisant l'objet de l'invention et permettant de résoudre les problèmes des techniques classiques évoquées ci-dessus.
Ainsi, il est proposé une plaque d'extrémité 300 comprenant des moyens de jonction qui permet de relier en communication de fluide au moins un des orifices d'entrée 310 ou de sortie 320 de fluide haute pression et/ou au moins un des orifices d'entrée 330 ou de sortie 340 de fluide basse pression à au moins une parmi l'entrée de fluide haute pression 210, la sortie de fluide haute pression 220, l'entrée de fluide basse pression 230 et la sortie de fluide basse pression 240 qui sont regroupés dans une zone de connexion (510).
Plus particulièrement, le dispositif d'échange de chaleur comprenant l'évaporateur 111 et l'échangeur de chaleur interne 107 étant mis sous la forme d'un module unitaire (500) de forme parallélépipédique, la zone de connexion (510) est disposée à proximité d'un coin du module unitaire comme décrit ci-dessous en relation avec la figure 5.
Ainsi, la connexion de l'échangeur 107 avec les éléments extérieurs (i.e. la bouteille dessicante 113, le détendeur 109 et le compresseur 103) est facilitée, notamment la connexion avec le détendeur. Ce dernier élément peut ainsi être facilement positionné, par exemple à travers le tablier d'un véhicule comme c'est le cas classiquement.
Plus particulièrement, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3b, la plaque d'extrémité 300 comprend des moyens de jonction permettant de relier en communication de fluide l'orifice d'entrée 310 ainsi que l'orifice de sortie 320 haute pression du réservoir haute pression d'extrémité dans l'empilement de réservoir 207 à l'entrée de fluide haute pression 210 et à la sortie de fluide haute pression 220, respectivement, de l'échangeur de chaleur interne 107.
Dans ce mode de réalisation, la plaque d'extrémité 300 est une plaque emboutie présentant au moins un canal destiné à coopérer avec au moins une face d'un desdits réservoirs de manière à constituer au moins un tube destiné à la circulation du fluide réfrigérant. Dans ce cas, les moyens de jonction comprennent ce ou ces tubes.
Dans d'autres modes de réalisation, la plaque d'extrémité 300 comprend des tubes ou conduits préalablement intégrés avant fixation sur le réservoir 207 d'extrémité dans l'empilement de réservoirs 207.
Par ailleurs, les réservoirs 207 comprennent des intercalaires d'échange de chaleur du type à « ailettes internes » 350 afin d'optimiser les échanges de calories entre le fluide réfrigérant dans son état basse pression et dans son état haute pression.
On décrit maintenant, en relation avec la figure 4, les éléments constitutifs d'un échangeur de chaleur interne du type « à plaques » ainsi qu'une plaque d'extrémité selon un autre mode de réalisation de la technique décrite.
Selon ce mode de réalisation, les réservoirs 207 empilés appartiennent alternativement au circuit de circulation interne haute pression (illustré par les flèches en pointillés alternés longs et courts), et au circuit de circulation interne basse pression (illustré par les flèches en pointillés uniformes longs).
Cependant, contrairement au mode de réalisation décrit ci-dessus en relation avec les figures 3a et 3b, l'échangeur de chaleur interne 107 selon le mode de réalisation illustré sur la figure 4 est du type « à contre courant ».
Pour ce faire, un réservoir haute pression 207hp', présente un orifice d'entrée haute pression 310' disposé à proximité d'une première extrémité de ce réservoir haute pression 207hp', ainsi qu'un orifice de sortie haute pression 320' disposé à proximité d'une deuxième extrémité du réservoir haute pression 207hp' opposée à sa première extrémité.
De la même manière, un réservoir basse pression 207bp', présente un orifice d'entrée basse pression 330' disposé à proximité d'une première extrémité de ce réservoir basse pression 207bp', ainsi qu'un orifice de sortie basse pression 340' disposé à proximité d'une deuxième extrémité du réservoir basse pression 207bp' opposée à sa première extrémité.
Par ailleurs, la première, respectivement deuxième, extrémité du réservoir haute pression 207hp' est en regard de la deuxième, respectivement première, extrémité du réservoir basse pression 207bp' lorsque le réservoir basse pression 207bp' en question est adjacent au réservoir haute pression 207hp' en question dans ledit empilement.
En d'autres termes, des réservoirs haute pression 207hp' et basse pression 207bp' disposés successivement dans l'empilement de réservoirs, apparaissent « tête bêches » lorsqu'il sont observés du point de vue de leurs orifices d'entrée et de sortie.
Dans ce mode de réalisation, la plaque d'extrémité 300' comprend des moyens de jonction permettant de relier en communication de fluide au moins un des orifices d'entrée 310' et de sortie 320' haute pression ainsi qu'au moins un des orifices d'entrée 330' et de sortie 340' basse pression, à au moins une parmi l'entrée de fluide haute pression 210, la sortie de fluide haute pression 220, l'entrée de fluide basse pression 230 et la sortie de fluide basse pression 240 regroupées dans la zone de connexion (510). Ainsi, la connexion de l'échangeur 107 avec les éléments extérieurs (i.e. la bouteille dessicante 113, le détendeur 109 et le compresseur 103) est facilitée, les entrées/sorties devant être connectées à ces éléments se trouvant regroupées dans une même zone de connexion.
Plus particulièrement, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, la plaque d'extrémité 300' comprend des moyens de jonction permettant de relier en communication de fluide l'orifice de sortie basse pression 340' du réservoir basse pression d'extrémité dans l'empilement à la sortie de fluide basse pression 240 de l'échangeur de chaleur interne 107, ainsi que l'orifice d'entrée haute pression 310' du réservoir haute pression d'extrémité dans l'empilement à l'entrée de fluide haute pression 210 de l'échangeur de chaleur interne 107.
Dans ce mode de réalisation, la plaque d'extrémité 300' est une plaque emboutie présentant au moins un canal 400 destiné à coopérer avec au moins une face d'un desdits réservoirs de manière à constituer au moins un tube destiné à la circulation du fluide réfrigérant. Dans ce cas, les moyens de jonction comprennent ce ou ces tubes.
Dans d'autres modes de réalisation, la plaque d'extrémité 300 comprend des tubes ou conduits préalablement intégrés avant fixation sur le réservoir d'extrémité dans l'empilement de réservoirs.
On décrit maintenant, en relation avec la figure 5, un dispositif d'échange de chaleur selon un mode de réalisation de la technique décrite.
Un tel dispositif d'échange de chaleur mis sous forme d'un module unitaire 500, ici de forme substantiellement parallélépipédique, comprend un évaporateur 111 et un échangeur de chaleur interne 107 équipé d'une plaque d'extrémité 300' selon l'invention.
De la sorte, l'entrée de fluide haute pression 210, la sortie de fluide haute pression 220, l'entrée de fluide basse pression 230 et la sortie de fluide basse pression 240 se trouvent regroupées dans la zone de connexion 510 disposée à proximité d'un coin du module unitaire. Ainsi, la connexion du dispositif d'échange de chaleur mis sous forme d'un module unitaire 500 avec les autres éléments du circuit de climatisation 100 se trouve facilitée. De même, la fabrication d'un circuit de climatisation 100 basé sur un tel dispositif d'échange de chaleur 500 est facilitée par rapport aux solutions classiques.
On note que le module unitaire 500 présente une face avant et une face arrière séparées par une paroi périphérique comprenant une paroi supérieure et une paroi inférieure reliées de part et d'autre par une paroi latérale. La zone de connexion 510 est située à une extrémité (haute) d'une de ces parois latérales formée par la plaque d'extrémité 300'.
Dans un mode de réalisation, l'échangeur de chaleur interne 107 a une profondeur de 38mm. Ainsi, il est possible d'intégrer un dispositif d'échange de chaleur 500 comprenant un tel échangeur de chaleur interne 107 au sein d'un boitier HVAC standard, sans modification substantielle de ce dernier.
La production d'un véhicule automobile comprenant un circuit de climatisation 100 basé sur l'utilisation d'un dispositif d'échange de chaleur 500 selon la technique décrite est facilitée et présente un coût amélioré par rapport aux techniques classiques.
En effet, les entrées et sorties à connecter se trouvant regroupées en partie haute du dispositif, le raccordement du dispositif d'échange de chaleur au circuit de climatisation se trouve être simplifié pour l'opérateur dans ce cas.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'échange de chaleur pour un circuit de climatisation (100) fonctionnant avec un fluide réfrigérant, et comprenant un évaporateur (111) et un échangeur de chaleur interne (107) mis sous la forme d'un module unitaire (500) de forme substantiellement parallélépipédique,
caractérisé en ce qu'il comprend au moins une entrée de fluide haute pression (210), une sortie de fluide haute pression (220), une entrée de fluide basse pression (230) et une sortie de fluide basse pression (240) regroupées dans une zone de connexion (510) disposée à proximité d'un coin dudit module unitaire.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les entrées et sorties de fluide sont réparties par paires les unes au dessus des autres.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit échangeur interne (107) est essentiellement constitué d'un empilement de réservoirs (207, 207hp, 207bp, 207hp', 207bp'), lesdits réservoirs appartenant en alternance :
• à un circuit de circulation interne haute pression dudit fluide réfrigérant dans un état haute pression ; et
· à un circuit de circulation interne basse pression dudit fluide réfrigérant dans un état basse pression ;
un réservoir du circuit de circulation interne haute pression, dit réservoir haute pression (207hp, 207hp'), présentant au moins un orifice d'entrée haute pression (310, 310') et au moins un orifice de sortie haute pression (320, 320') dudit fluide réfrigérant dans un état haute pression,
un réservoir du circuit de circulation interne basse pression, dit réservoir basse pression (207bp, 207bp'), présentant au moins un orifice d'entrée basse pression (330, 330') et au moins un orifice de sortie basse pression (340, 340') dudit fluide réfrigérant dans un état basse pression,
ledit échangeur interne (107) comprenant en outre une plaque d'extrémité (300, 300') comprenant des moyens de jonction permettant de relier en communication de fluide au moins un desdits orifices haute pression et/ou au moins un desdits orifices basse pression à au moins une parmi lesdites entrée de fluide haute pression, sortie de fluide haute pression, entrée de fluide basse pression et sortie de fluide basse pression regroupées dans ladite zone de connexion.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que :
• lesdits au moins un orifices d'entrée (310) et de sortie (320) haute pression sont disposés à proximité d'une première extrémité dudit réservoir haute pression ; et
• lesdits au moins un orifices d'entrée (330) et de sortie (340) basse pression sont disposés à proximité d'une deuxième extrémité dudit réservoir basse pression ; ladite première extrémité dudit réservoir haute pression étant disposée en regard d'une première extrémité dudit réservoir basse pression qui est opposée à ladite deuxième extrémité dudit réservoir basse pression,
lesdits moyens de jonction permettant de relier en communication de fluide au moins un desdits orifices haute pression ou au moins un desdits orifices basse pression à au moins une parmi lesdites entrée de fluide haute pression, sortie de fluide haute pression, entrée de fluide basse pression et sortie de fluide basse pression regroupées dans ladite zone de connexion.
Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que :
ledit au moins un orifice d'entrée haute pression (310') est disposé à proximité d'une première extrémité dudit réservoir haute pression et ledit au moins un orifice de sortie haute pression (320') est disposé à proximité d'une deuxième extrémité dudit réservoir haute pression opposée à ladite première extrémité dudit réservoir haute pression ; et
ledit au moins un orifice d'entrée basse pression (330') est disposé à proximité d'une première extrémité dudit réservoir basse pression et ledit au moins un orifice de sortie basse pression (340') est disposé à proximité d'une deuxième extrémité dudit réservoir basse pression opposée à ladite première extrémité dudit réservoir basse pression,
ladite première, respectivement deuxième, extrémité dudit réservoir haute pression étant en regard de ladite deuxième, respectivement première, extrémité dudit réservoir basse pression lorsque ledit réservoir basse pression est adjacent audit réservoir haute pression dans ledit empilement,
lesdits moyens de jonction permettant de relier en communication de fluide au moins un desdits orifices d'entrée et de sortie haute pression ainsi qu'au moins un desdits orifices d'entrée et de sortie basse pression, à au moins une parmi lesdites entrée de fluide haute pression, sortie de fluide haute pression, entrée de fluide basse pression et sortie de fluide basse pression regroupées dans ladite zone de connexion.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ladite plaque d'extrémité (300, 300') est une plaque emboutie présentant au moins un canal (400) destiné à coopérer avec au moins une face d'un desdits réservoirs de manière à constituer au moins un tube destiné à l'écoulement dudit fluide réfrigérant, lesdits moyens de jonction comprenant ledit au moins un tube.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit échangeur interne (107) a une profondeur de 38mm.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que lesdits réservoirs sont constitués de plaques embouties (307, 307') brasées entre elles.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que lesdits réservoirs comprennent des intercalaires d'échange de chaleur du type à « ailettes internes » (350).
10. Circuit de climatisation caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'échange de chaleur (500) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.
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