WO2021136897A1 - Échangeur de chaleur à tubes comportant des intercalaires - Google Patents

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WO2021136897A1
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tubes
heat exchanger
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spacers
ridges
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Gaël DURBECQ
Marian PERROTIN
Véronique WESTERMANN
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Valeo Systemes Thermiques
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F28F1/128—Fins with openings, e.g. louvered fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2215/00—Fins
    • F28F2215/04—Assemblies of fins having different features, e.g. with different fin densities

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger and more particularly to a tube heat exchanger comprising spacers in the automotive field.
  • Tube heat exchangers generally have a bundle of tubes arranged parallel to each other and within which circulates a first coolant.
  • a second heat transfer fluid is intended to pass through the tube bundle passing between the tubes.
  • spacers are placed between the tubes in the passage of the second heat transfer fluid.
  • One of the aims of the present invention is therefore to at least partially remedy the drawbacks of the prior art and to provide an improved heat exchanger in which the risks of frost forming on its surface are reduced.
  • the present invention therefore relates to a heat exchanger comprising a bundle of tubes arranged parallel to each other and inside which a first heat transfer fluid is intended to circulate, a second fluid being intended to pass through the bundle of tubes between said tubes, said bundle of tubes comprising spacers arranged between said tubes, said spacers comprising corrugations extending in the direction of the length of the tubes, said corrugations comprising ridges in contact with said tubes and flanks connecting said ridges, the spacers comprising a first portion and a second portion, the first portion being disposed upstream of the second portion in the direction of passage of the second heat transfer fluid, the first and second portions being made from two separate pieces of different shape.
  • first and second portions are separate parts makes it possible to vary the shapes of the first and second in order to reduce the risks of frost forming. It is also possible to use different first portions depending on the use and the position of the heat exchanger within the motor vehicle.
  • the first portion protrudes from the front edge of the tubes.
  • the fact that the first portion of the spacers protrudes from the front edge of the tubes makes it possible to prevent the formation of frost. Indeed, the protrusion allows better evacuation of water condensate on the front face of the heat exchanger, that is to say the face of the heat exchanger through which the second coolant enters. Frost is therefore less likely to form.
  • the second portion extends from 100% to 66% of the width of the tubes.
  • the ridges of the first portion have a profile having a flat and the ridges of the second portion have a rounded profile so that the corrugations have a sinusoidal profile.
  • the fact that the second portion has ridges with a rounded profile allows better heat exchange between the first and the second coolant than with ridges having a flat like the first portion.
  • the pitch of the corrugations of the first portion and the pitch of the corrugations of the second portion are different. According to another aspect of the invention, the pitch of the corrugations of the first portion is greater than the pitch of the corrugations of the second portion.
  • the thickness of the first portion is greater than the thickness of the second portion.
  • the first portion comprises, in the direction of the width of the tubes, at least two series of slots offset from one another.
  • the first portion extends in a rectilinear profile in the direction of the width of the tubes. According to another aspect of the invention, the first portion extends in a corrugated profile in the direction of the width of the tubes.
  • FIG. 1 is a schematic representation a heat exchanger
  • FIG 2 is a partial schematic representation in perspective of a tube bundle of a heat exchanger
  • Figure 3 is a partial schematic sectional representation of a first insert portion
  • Figure 4 is a partial schematic sectional representation of a second insert portion
  • Figure 5 is a partial schematic representation in perspective of a spacer according to a first embodiment
  • Figure 6 is a partial schematic representation in perspective of a spacer according to a second embodiment
  • Figure 7 is a partial schematic representation in perspective of a spacer according to a third embodiment
  • FIG 8 is a partial schematic representation in perspective of a spacer according to a fourth embodiment.
  • identical elements bear the same reference numbers.
  • first element or second element As well as first parameter and second parameter or even first criterion and second criterion, etc.
  • first element or second element as well as first parameter and second parameter or even first criterion and second criterion, etc.
  • indexing does not imply a priority of an element, parameter or criterion with respect to another and it is easily possible to interchange such names without departing from the scope of the present description.
  • placed upstream is meant that one element is placed before another with respect to the direction of flow of a fluid.
  • placed downstream is meant that one element is placed after another with respect to the direction of flow of the fluid.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger 1, generally of parallelepiped shape, comprising a bundle formed by a multitude of tubes 2 inside which is intended to circulate a first coolant, for example a refrigerant circulating in a circuit of reversible cooling.
  • the tubes 2 are of oblong section, defined by a major axis and a minor axis and are arranged parallel to each other.
  • the tubes 2 are flat tubes, that is to say they have two large sides of flat surface and parallel to the large axis as well as two small sides of curved surface forming the edge of the tubes 2 and connecting the edges of the large ones. sides.
  • This second heat transfer fluid can for example be an air flow.
  • the spacers 6 are for example corrugated or crenellated strips, placed between the tubes 2 and fixed to said tubes 2.
  • the tubes 2 and the spacers 6 are generally made of metal, for example aluminum or aluminum alloy.
  • the tubes 2 and the spacers 6 forming the bundle are then generally fixed together by brazing. This is called a brazed bundle.
  • the heat exchanger 1 also comprises two collectors 3 or water boxes, a collector 3 being arranged at each end of the tubes 2. These collectors 3 each comprise a collector plate 4 and a cover 8 covering the collector plate 4 and close the collector 3. These collectors 3 allow the collection and / or distribution of the first heat transfer fluid so that it circulates in the tubes 2.
  • the collector plate 4 makes the connection in a sealed manner between the collector 3 and the bundle of tubes 2.
  • the collector plate 4 may be of generally rectangular shape.
  • the collector plate 4 also comprises a multitude of orifices having a shape corresponding to the shape of the section of the tubes 2 and capable of receiving the ends of the tubes 2.
  • the tubes 2 are fixed to the collector plate 4 in a sealed manner.
  • the tubes 2, the spacers 6 as well as the collector plates 4 being brazed, the latter can be made of a metallic material, in particular aluminum or aluminum alloy. This is called a brazed 1 heat exchanger.
  • the spacers 6 comprise corrugations 60 extending in the length direction of the tubes 2.
  • the length of the tubes 2 here means the axis connecting the ends of the tubes 2 on which the tubes are fixed.
  • collectors 3 The corrugations 60 have ridges 61 (visible in Figures 3 and 4) in contact with the tubes 2, more precisely with the flat surfaces of the tubes 2, and flanks 62 (visible in Figures 3 and 4) connecting said ridges 61.
  • These ridges 61 and these flanks 62 are arranged perpendicular to the axis of the length of the tubes 2.
  • the spacers 6 include in particular a first portion 6A and a second portion 6B. These first 6A and second 6B portions are made from two separate pieces of different shape. The first 6A and second 6B portions then correspond to two corrugated strips arranged side by side in the direction of the length of the tubes 2. The fact that the first 6A and second 6B portions are separate parts makes it possible to vary the shapes. first 6A and second 6B in order to reduce the risk of frost formation. It is also possible to use first portions 6A which are different depending on the use and the position of the heat exchanger within the motor vehicle.
  • the first portion 6A is disposed upstream of the second portion 6B in the direction of passage of the second heat transfer fluid represented by an arrow 100 in FIG. 2.
  • the first portion 6A may in particular protrude from the tubes 2, more particularly from the front section of the tubes. tubes 2.
  • the term “front edge of the tubes 2” here means the edge of the tubes 2 which faces the flow of the second heat transfer fluid.
  • the second portion 6B stops at the rear edge of the tubes 2.
  • the rear edge of the tubes 2 here means the edge of the tubes 2 opposite the front edge.
  • the ridges 61 of the first portion 6A may have a profile having a flat 64 and the ridges 61 of the second portion 6B may have a rounded profile 65 so that the corrugations 60 have a sinusoidal profile. .
  • first portion 6 A of the spacers 6 protrudes from the front edge of the tubes 2 and that its ridges 61 include a flat 64 allows prevention of the frost formation.
  • the ridges 61 with a flat 64 as well as the protrusion allow better evacuation of the water condensates on the front face of the heat exchanger 1, that is to say the face of the heat exchanger. through which the second heat transfer fluid enters. Frost is therefore less likely to form.
  • the fact that the second portion 6B comprises ridges 61 with a rounded profile 65 allows better heat exchanges between the first and the second heat transfer fluid than with ridges 61 having a flat 64 as on the first portion 6 A.
  • the second portion 6B can in particular extend over 100% to 66% of the width of the tubes 2.
  • width is meant here the distance between the front edge and the rear edge of the tubes 2.
  • the first portion 6 A preferably comprises smooth sides 62. These smooth sides 62 also allow good evacuation of condensates.
  • the second portion 6B may for its part include louvers 63 on its sides 62.
  • louver 63 is meant here a deflecting wall integral with the side 62, inclined relative to said side 62 and projecting on either side. of the sidewall 62. Said deflector wall defines an opening on either side of the sidewall 62 so that the second heat transfer fluid can pass from one side of the sidewall 62 to the other.
  • louvers 63 of the same side 62 can all be oriented in the same direction. By this is meant that their openings on the same side of the same flank 62 all face in the same direction. Such an arrangement allows good mixing of the second heat transfer fluid and improves heat exchange.
  • the same side 62 of corrugations 60 may include louvers 63 oriented in different directions.
  • the same sidewall 62 has on the same side a first series of louvers 63 oriented towards the front edge of the tubes 2 and a second series of louvers 63 oriented towards the rear edge of the tubes 2.
  • the louvers 63 of the two sides 62 can be oriented identically. It is also possible to imagine that the orientation of the louvers 63 is reversed from one side 62 to the other.
  • the first 6A and second 6B portions are arranged edge to edge and do not fit into one another.
  • the corrugations 60 of the first 6A and second 6B are preferably offset with respect to each other.
  • the pitch of the corrugations 60 of the first portion 6A and the pitch of the corrugations 60 of the second portion 6B can be different. More particularly, the pitch of the corrugations 60 of the first portion 6A can be greater than the pitch of the corrugations 60 of the second portion 6B.
  • the thickness e of the first portion 6A (visible in FIG. 3) can also be greater than the thickness e 'of the second portion 6B (visible in FIG. 4).
  • first 6A and second 6B portions are separate parts makes it possible to vary their shape from one another in order to limit the risks of frost forming.
  • the first portion 6A can extend in a rectilinear profile in the direction of the width of the tubes 2.
  • the first portion 6A can s 'extend along a corrugated profile in the direction of the width of the tubes 2.
  • the first portion 6A may thus comprise , in the direction of the width of the tubes 2, at least two series of slots 601, 602, 603, 604 offset from one another.
  • FIG. 8 The first portion 6A may thus comprise , in the direction of the width of the tubes 2, at least two series of slots 601, 602, 603, 604 offset from one another.
  • the first portion 6A comprises four series of slots 601, 602, 603, 604.
  • the fact that the first 6A and second 6B portions are separate parts also makes it possible to facilitate and simplify manufacture. of the spacers 6 and of the heat exchanger 1.
  • the first 6A and second 6B portions of the spacers 6 can thus be produced separately, for example by shaping two separate metal plates by means of rollers having different patterns in order to form ridges 61 distinct between the first 6A and second 6B portion.
  • the two portions 6A, 6B are then placed side by side when the heat exchanger 1 is manufactured and attached to the tubes 2, for example by brazing.
  • the heat exchanger 1 due to the presence of two separate portions 6A, 6B of spacer 6, makes it possible to reduce the risks of frost formation when using said heat exchanger 1.

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Abstract

Échangeur de chaleur (1) comportant un faisceau de tubes (2) disposés parallèlement les uns des autres et à l'intérieur desquels est destiné à circuler un premier fluide caloporteur, un deuxième fluide étant destiné à traverser le faisceau de tubes (2) entre lesdits tubes (2), ledit faisceau de tubes (2) comportant des intercalaires (6) disposés entre lesdits tubes (2), lesdits intercalaires (6) comportant des ondulations (60) s'étendant dans le sens de la longueur des tubes (2), lesdites ondulations (60) comportant des crêtes (61) en contact avec lesdits tubes (2) et des flancs (62) reliant lesdites crêtes (61), les intercalaires (6) comportant une première portion (6A) et une deuxième portion (6B), la première portion (6A) étant disposée en amont de la deuxième portion (6B) dans le sens de traversée du deuxième fluide caloporteur, les première (6A) et deuxième (6B) portions étant réalisées à partir de deux pièces distinctes de forme différentes.

Description

Echangeur de chaleur à tubes comportant des intercalaires
La présente invention concerne un échangeur de chaleur et plus particulièrement un échangeur de chaleur à tubes comportant des intercalaires dans le domaine automobile. Les échangeurs de chaleur à tubes comportent généralement un faisceau de tubes disposés parallèlement les uns aux autres et à l’intérieur desquels circule un premier fluide caloporteur. Un deuxième fluide caloporteur est quant à lui destiné à traverser le faisceau de tubes en passant entre les tubes. Afin d’améliorer les échanges entre les deux fluides caloporteurs, des intercalaires sont disposées entre les tubes dans le passage du deuxième fluide caloporteur.
Cependant, pour des échangeurs de chaleur tels que des évaporateurs ou évapo/condenseurs, lorsque le premier fluide réfrigérant circulant dans l’échangeur de chaleur est froid et que le deuxième fluide caloporteur est lui aussi froid, il existe un risque de formation de givre sur la surface de l’échangeur de chaleur. La formation de givre diminue la quantité de deuxième fluide caloporteur pouvant traverser l’échangeur de chaleur et ainsi diminue l’efficacité de ce dernier. Un tel phénomène peut notamment se produire au niveau d’un évapo/condenseur placé en face avant du véhicule automobile lorsque ce dernier est utilisé au sein d’une pompe à chaleur.
Une solution connue est de faire circuler périodiquement du premier fluide caloporteur chaud au sein des tubes de l’échangeur de chaleur afin de faire fondre l’éventuel givre. Cependant, cette solution peut ne pas être adaptée car elle oblige d’interrompre temporairement le mode de fonctionnement utilisé. Cela implique alors une diminution du confort des passagers.
Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de G art antérieur et de proposer un échangeur de chaleur amélioré dont les risques de formation de givre à sa surface sont diminués.
La présente invention concerne donc un échangeur de chaleur comportant un faisceau de tubes disposés parallèlement les uns des autres et à l’intérieur desquels est destiné à circuler un premier fluide caloporteur, un deuxième fluide étant destiné à traverser le faisceau de tubes entre lesdits tubes, ledit faisceau de tubes comportant des intercalaires disposés entre lesdits tubes, lesdits intercalaires comportant des ondulations s’étendant dans le sens de la longueur des tubes, lesdites ondulations comportant des crêtes en contact avec lesdits tubes et des flancs reliant lesdites crêtes, les intercalaires comportant une première portion et une deuxième portion, la première portion étant disposée en amont de la deuxième portion dans le sens de traversée du deuxième fluide caloporteur, les première et deuxième portions étant réalisées à partir de deux pièces distinctes de forme différentes.
Le fait que les première et deuxième portions soient des pièces distinctes permet de faire varier les formes des première et deuxième afin de diminuer les risques de formation de givre. Il est également possible d’utiliser des premières portions différentes selon l’utilisation et la position de l’échangeur de chaleur au sein du véhicule automobile. Selon un aspect de l’invention, la première portion dépasse de la tranche avant des tubes. Le fait que la première portion des intercalaires dépasse de la tranche avant des tubes permet une prévention de la formation de givre. En effet, le dépassement permet une meilleure évacuation des condensais d’eau sur la face avant de l’échangeur de chaleur, c’est-à-dire la face de l’échangeur de chaleur par laquelle le deuxième fluide caloporteur entre. Le givre est donc moins susceptible de se former.
Selon un autre aspect de l’invention, la deuxième portion s’étend sur 100 % à 66 % de la largeur des tubes.
Selon un autre aspect de l’invention, les crêtes de la première portion ont un profil présentant un méplat et les crêtes de la deuxième portion ont un profil arrondi de sorte que les ondulations aient un profil sinusoïdal. Le fait que les crêtes de la première portion des intercalaires comportent un méplat permet une prévention de la formation de givre. En effet, les crêtes avec un méplat permettent une meilleure évacuation des condensais d’eau sur la face avant de l’échangeur de chaleur, c’est-à-dire la face de l’échangeur de chaleur par laquelle le deuxième fluide caloporteur entre. Le givre est donc moins susceptible de se former. Le fait que la deuxième portion comporte des crêtes au profil arrondi permet de meilleurs échanges calorifiques entre le premier et le deuxième fluide caloporteur qu’avec des crêtes ayant un méplat comme sur la première portion.
Selon un autre aspect de l’invention, le pas des ondulations de la première portion et le pas des ondulations de la deuxième portion sont différents. Selon un autre aspect de l’invention, le pas des ondulations de la première portion est supérieure au pas des ondulations de la deuxième portion.
Selon un autre aspect de l’invention, l’épaisseur de la première portion est supérieure à l’épaisseur de la deuxième portion. Selon un autre aspect de l’invention, la première portion comporte, dans le sens de la largeur des tubes, au moins deux séries de créneaux décalées l’une par rapport à l’autre.
Selon un autre aspect de l’invention, la première portion s’étend selon un profil rectiligne dans le sens de la largeur des tubes. Selon un autre aspect de l’invention, la première portion s’étend selon un profil ondulé dans le sens de la largeur des tubes.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : [Fig 1] La figure 1 est une représentation schématique d’un échangeur de chaleur,
[Fig 2] la figure 2 est une représentation schématique partielle en perspective d’un faisceau de tubes d’un échangeur de chaleur,
[Fig 3] la figure 3 est une représentation schématique partielle en coupe d’une première portion d’intercalaire, [Fig 4] la figure 4 est une représentation schématique partielle en coupe d’une deuxième portion d’intercalaire,
[Fig 5] la figure 5 est une représentation schématique partielle en perspective d’un intercalaire selon un premier mode de réalisation,
[Fig 6] la figure 6 est une représentation schématique partielle en perspective d’un intercalaire selon un deuxième mode de réalisation,
[Fig 7] la figure 7 est une représentation schématique partielle en perspective d’un intercalaire selon un troisième mode de réalisation,
[Fig 8] la figure 8 est une représentation schématique partielle en perspective d’un intercalaire selon un quatrième mode de réalisation. Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère, etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches, mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description.
Dans la présente description, on entend par « placé en amont » qu’un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation d'un fluide. A contrario, on entend par « placé en aval » qu’un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du fluide.
La figure 1 montre un échangeur de chaleur 1, généralement de forme parallélépipédique, comprenant un faisceau formé d'une multitude de tubes 2 à l'intérieur desquels est destiné à circuler un premier fluide caloporteur, par exemple un fluide réfrigérant circulant dans un circuit de refroidissement inversible. Les tubes 2 sont de section oblongue, définie par un grand axe et un petit axe et sont disposés parallèlement entre eux. Les tubes 2 sont des tubes plats, c’est-à-dire qu’ils présentent deux grands côtés de surface plane et parallèles au grand axe ainsi que deux petits côtés de surface courbe formant la tranche des tubes 2 et reliant les bords des grands côtés. Entre les tubes 2, sont disposés des intercalaires 6 reliant les grands côtés de deux tubes 2 adjacents. Ces intercalaires 6 agissent comme perturbateur et augmentent la surface d'échange thermique avec un deuxième fluide caloporteur destiné à traverser le faisceau de tube 2 en passant entre les tubes 2. Ce deuxième fluide caloporteur peut par exemple être un flux d’air.
Les intercalaires 6 sont par exemple des bandes ondulées ou crénelées, placées entre les tubes 2 et fixées auxdits tubes 2. Les tubes 2 et les intercalaires 6 sont généralement réalisés en métal, par exemple en aluminium ou alliage d'aluminium. Les tubes 2 et les intercalaires 6 formant le faisceau sont alors généralement fixés entre eux par brasage. On parle alors de faisceau brasé.
L'échangeur de chaleur 1 comporte également deux collecteurs 3 ou boites à eau, un collecteur 3 étant disposé à chaque extrémité des tubes 2. Ces collecteurs 3 comportent chacun une plaque collectrice 4 et un couvercle 8 venant recouvrir la plaque collectrice 4 et refermer le collecteur 3. Ces collecteurs 3 permettent la collecte et/ou la distribution du premier fluide caloporteur afin qu'il circule dans les tubes 2.
La plaque collectrice 4 fait la liaison de façon étanche entre le collecteur 3 et le faisceau de tubes 2. De plus, la plaque collectrice 4 peut être de forme générale rectangulaire. La plaque collectrice 4 comporte également une multitude d'orifices ayant une forme correspondant à la forme de la section des tubes 2 et aptes à recevoir les extrémités des tubes 2. Les tubes 2 sont fixés à la plaque collectrice 4 de façon étanche.
Les tubes 2, les intercalaires 6 ainsi que les plaques collectrices 4 étant brasés, ces derniers peuvent être réalisés dans un matériau métallique notamment en aluminium ou alliage d'aluminium. On parle alors d’échangeur de chaleur 1 brasé.
Comme le montre la figure 2, les intercalaires 6 comportent des ondulations 60 s’étendant dans le sens de la longueur des tubes 2. Par longueur des tubes 2, on entend ici l’axe reliant les extrémités des tubes 2 sur lesquelles sont fixés les collecteurs 3. Les ondulations 60 comportent des crêtes 61 (visibles sur les figures 3 et 4) en contact avec les tubes 2, plus précisément avec les surfaces planes des tubes 2, et des flancs 62 (visibles sur les figures 3 et 4) reliant lesdites crêtes 61. Ces crêtes 61 et ces flancs 62 sont disposés perpendiculairement à l’axe de la longueur des tubes 2.
Les intercalaires 6 comportent notamment, une première portion 6A et une deuxième portion 6B. Ces première 6A et deuxième 6B portions sont réalisées à partir de deux pièces distinctes de forme différentes. Les première 6 A et deuxième 6B portions correspondent alors à deux bandes ondulées disposées côte-à-côte dans le sens de la longueur des tubes 2. Le fait que les première 6A et deuxième 6B portions soient des pièces distinctes permet de faire varier les formes des première 6A et deuxième 6B afin de diminuer les risques de formation de givre. Il est également possible d’utiliser des premières portions 6A différentes selon G utilisation et la position de l’échangeur de chaleur au sein du véhicule automobile.
La première portion 6A est disposée en amont de la deuxième portion 6B dans le sens de traversée du deuxième fluide caloporteur représenté par une flèche 100 sur la figure 2. La première portion 6A peut notamment dépasser des tubes 2, plus particulièrement de la tranche avant des tubes 2. Par tranche avant des tubes 2, on entend ici la tranche des tubes 2 qui fait face au flux du deuxième fluide caloporteur.
La deuxième portion 6B s’arrête au niveau de la tranche arrière des tubes 2. Par tranche arrière des tubes 2 on entend ici la tranche des tubes 2 opposée à la tranche avant.
Comme le montrent les figures 3 et 4, les crêtes 61 de la première portion 6A peuvent avoir un profil présentant un méplat 64 et les crêtes 61 de la deuxième portion 6B peuvent avoir un profil arrondi 65 de sorte que les ondulations 60 aient un profil sinusoïdal.
Le fait que la première portion 6 A des intercalaires 6 dépasse de la tranche avant des tubes 2 et que ses crêtes 61 comportent un méplat 64 permet une prévention de la formation de givre. En effet, les crêtes 61 avec un méplat 64 ainsi que le dépassement permettent une meilleure évacuation des condensais d’eau sur la face avant de l’échangeur de chaleur 1, c’est-à-dire la face de l’échangeur de chaleur par laquelle le deuxième fluide caloporteur entre. Le givre est donc moins susceptible de se former. Le fait que la deuxième portion 6B comporte des crêtes 61 au profil arrondi 65 permet de meilleurs échanges calorifiques entre le premier et le deuxième fluide caloporteur qu’avec des crêtes 61 ayant un méplat 64 comme sur la première portion 6 A.
La deuxième portion 6B peut notamment s’étendre sur 100 % à 66 % de la largeur des tubes 2. Par largeur on entend ici la distance entre la tranche avant et la tranche arrière des tubes 2. Lorsque la deuxième portion 6B s’étend sur 100 % de cette largeur, la première portion 6A est limitée à la partie de l’intercalaire 6 dépassant des tubes 2.
La première portion 6 A comporte de préférence des flancs 62 lisses. Ces flancs 62 lisses permettent également une bonne évacuation des condensais. La deuxième portion 6B peut quant à elle comporter des persiennes 63 sur ses flancs 62. Par persienne 63, on entend ici une paroi déflectrice venant de matière avec le flanc 62, inclinée par rapport audit flanc 62 et faisant saillie de part et d’autre du flanc 62. Ladite paroi déflectrice définie une ouverture de part et d’autre du flanc 62 de sorte que le deuxième fluide caloporteur puisse passer d’un côté à l’autre du flanc 62.
Comme le montre la figure 5, mais également la figure 2, les persiennes 63 d’un même flanc 62 peuvent être orientées toutes dans un même sens. Par cela, on entend que leurs ouvertures d’un même côté d’un même flanc 62 font toutes face dans la même direction. Une telle disposition permet un bon brassage du deuxième fluide caloporteur et améliore les échanges calorifiques.
Selon une variante illustrée à la figure 6, un même flanc 62 d’ondulations 60 peut comporter des persiennes 63 orientées dans des sens différents. Dans l’exemple illustré à la figure 6, un même flanc 62 comporte sur un même côté une première série de persiennes 63 orientées vers la tranche avant des tubes 2 et une deuxième série de persiennes 63 orientées vers la tranche arrière des tubes 2.
Au sein d’une même ondulation 60, les persiennes 63 des deux flancs 62 peuvent être orientées à l’identique. Il est également possible d’imaginer que l’orientation des persiennes 63 soit inversée d’un flanc 62 à l’autre.
De préférence les première 6A et deuxième 6B portions sont disposées bord à bord et ne s’emboîtent pas l’une dans l’autre. Pour cela, les ondulations 60 des première 6A et deuxième 6B sont de préférences décalées les unes par rapport aux autres. Comme visible sur la figure 5, le pas des ondulations 60 de la première portion 6 A et le pas des ondulations 60 de la deuxième portion 6B peuvent être différents. Plus particulièrement, le pas des ondulations 60 de la première portion 6A peut être supérieure au pas des ondulations 60 de la deuxième portion 6B. L’épaisseur e de la première portion 6A (visible figure 3) peut également être supérieure à l’épaisseur e’ de la deuxième portion 6B (visible figure 4). Cela permet également que les deux portions ne s’emboîtent pas l’une dans l’autre mais cela permet également une protection accrue de l’échangeur de chaleur 1 contre les chocs. En effet, du fait que la première portion 6A dépasse de la tranche avant des tubes, cette dernière est plus susceptible de recevoir des chocs d’éléments tels que des gravillons notamment s’il s’agit d’un évapo/condenseur disposé en face avant du véhicule automobile. Une épaisseur e plus important permet ainsi d’absorber plus efficacement ces chocs et permet de protéger l’échangeur de chaleur 1, notamment ses tubes 2.
Le fait que les première 6A et deuxième 6B portions soient des pièces distinctes permet de varier leur forme l’une de l’autre afin de limiter les risques de formation de givre. Ainsi, comme illustré sur les figures 1, 5 et 6, la première portion 6Apeut s’étendre selon un profil rectiligne dans le sens de la largeur des tubes 2. Selon un autre exemple illustré à la figure 7, la première portion 6A peut s’étendre selon un profil ondulé dans le sens de la largeur des tubes 2. II est également possible d’imaginer des premières portions 6A encore plus complexes, comme par exemple tel qu’illustré à la figure 8. La première portion 6A peut ainsi comporter, dans le sens de la largeur des tubes 2, au moins deux séries de créneaux 601, 602, 603, 604 décalées l’une par rapport à l’autre. Dans l’exemple illustré à la figure 8, la première portion 6A comporte quatre séries séries de créneaux 601, 602, 603, 604. Le fait que les première 6A et deuxième 6B portions soient des pièces distinctes permet également de faciliter et simplifier la fabrication des intercalaires 6 et de l’échangeur de chaleur 1. Les première 6A et deuxième 6B portions des intercalaires 6 peuvent ainsi être réalisées séparément par exemple par mise en forme de deux plaques métalliques distinctes au moyen de rouleaux présentant des motifs différents afin de former des crêtes 61 distinctes entre la première 6 A et deuxième 6B portion. Les deux portions 6A, 6B sont alors disposées côte-à-côte lors de la fabrication de l’échangeur de chaleur 1 est fixées aux tubes 2, par exemple par brasage. Ainsi, on voit bien que l’échangeur de chaleur 1 du fait de la présence de deux portions 6A, 6B d’intercalaire 6 distinctes, permet de diminuer les risques de formation de givre lors de l’utilisation dudit échangeur de chaleur 1.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Échangeur de chaleur (1) comportant un faisceau de tubes (2) disposés parallèlement les uns des autres et à l’intérieur desquels est destiné à circuler un premier fluide caloporteur, un deuxième fluide étant destiné à traverser le faisceau de tubes (2) entre lesdits tubes (2), ledit faisceau de tubes (2) comportant des intercalaires (6) disposés entre lesdits tubes (2), lesdits intercalaires (6) comportant des ondulations (60) s’étendant dans le sens de la longueur des tubes (2), lesdites ondulations (60) comportant des crêtes (61) en contact avec lesdits tubes (2) et des flancs (62) reliant lesdites crêtes (61), caractérisé en ce que les intercalaires (6) comportent une première portion (6A) et une deuxième portion (6B), la première portion (6A) étant disposée en amont de la deuxième portion (6B) dans le sens de traversée du deuxième fluide caloporteur, les première (6 A) et deuxième (6B) portions étant réalisées à partir de deux pièces distinctes de forme différentes.
[Revendication 2] Échangeur de chaleur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première portion (6A) dépasse de la tranche avant des tubes (2).
[Revendication 3] Échangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la deuxième portion (6B) s’étend sur 100 % à 66 % de la largeur des tubes (2).
[Revendication 4] Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les crêtes (61) de la première portion (6 A) ont un profil présentant un méplat (64) et les crêtes (61) de la deuxième portion (6B) ont un profil arrondi (65) de sorte que les ondulations (60) aient un profil sinusoïdal.
[Revendication 5] Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pas des ondulations (60) de la première portion (6A) et le pas des ondulations (60) de la deuxième portion (6B) sont différents.
[Revendication 6] Échangeur de chaleur (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le pas des ondulations (60) de la première portion (6A) est supérieure au pas des ondulations (60) de la deuxième portion (6B).
[Revendication 7] Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’épaisseur (e) de la première portion (6A) est supérieure à l’épaisseur (e’) de la deuxième portion (6B).
[Revendication 8] Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première portion (6A) comporte, dans le sens de la largeur des tubes (2), au moins deux séries de créneaux (601, 602, 603, 604) décalées l’une par rapport à l’autre.
[Revendication 9] Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première portion (6A) s’étend selon un profil rectiligne dans le sens de la largeur des tubes (2).
[Revendication 10] Échangeur de chaleur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première portion (6A) s’étend selon un profil ondulé dans le sens de la largeur des tubes (2).
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