WO2022002617A1 - Echangeur thermique pour véhicule automobile - Google Patents

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WO2022002617A1
WO2022002617A1 PCT/EP2021/066457 EP2021066457W WO2022002617A1 WO 2022002617 A1 WO2022002617 A1 WO 2022002617A1 EP 2021066457 W EP2021066457 W EP 2021066457W WO 2022002617 A1 WO2022002617 A1 WO 2022002617A1
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heat exchanger
duct
chambers
circuit
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PCT/EP2021/066457
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Gael Durbecq
Julien Tissot
Jeremy Blandin
Kamel Azzouz
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Valeo Systemes Thermiques
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    • F28D2021/0084—Condensers

Definitions

  • the present invention relates to the field of heat exchangers for motor vehicles. It finds a privileged, but not exclusive, application to heat exchangers used in the air conditioning circuits of such vehicles.
  • the present invention relates more particularly to heat exchangers which include a first circuit configured to convey a coolant liquid and a second circuit configured to convey a refrigerant fluid. More precisely, the present invention relates to such exchangers in which the second circuit comprises at least two successive passes of refrigerant fluid, and in which the first circuit comprises a plurality of chambers divided into several groups of chambers. The heat exchanger is then configured to implement a heat exchange between the heat transfer liquid circulating in at least one of the groups of rooms and the refrigerant fluid circulating in at least one of the passes of the second circuit.
  • the term “pass” is understood here to mean distinct regions of the second circuit of the heat exchanger configured so that the refrigerant fluid circulates successively within them.
  • the passes of the second circuit can be arranged in such a way that the refrigerant fluid circulates in parallel with each other.
  • the refrigerant fluid is admitted into a first pass of the second circuit in gaseous form, then, circulating successively in the various passes of the second circuit, in contact with the different groups of chambers of the first circuit in which the coolant circulates, it is gradually condensed, until it leaves the exchanger in liquid form.
  • the technical problem to which the present invention aims to propose a solution is that of the efficiency of the heat exchange in the different passes of the second circuit, in particular in the regions of the heat exchanger in which the physical transformation takes place. condensation chemical refrigerant fluid.
  • the present invention relates, according to a first aspect, to a heat exchanger for a motor vehicle, comprising: a first circuit intended to be traversed by a heat transfer liquid and comprising a first inlet manifold through which the coolant liquid is admitted into the first circuit and a first outlet manifold through which the coolant liquid leaves the first circuit, the first circuit comprising a plurality of chambers fluidly connected to the first inlet manifold and to the first outlet manifold and divided into at least a first group of chambers and a second group of chambers, a second circuit intended to be traversed by a refrigerant fluid and comprising a second inlet manifold through which the refrigerant fluid is admitted into the exchanger thermal and a second outlet manifold through which the refrigerant fluid leaves the heat exchanger, the second circuit co taking at least two successive passes, the heat exchanger being configured to implement a heat exchange between the coolant circulating in at least one of the groups of chamber
  • the presence of the aforementioned differentiating member results in different flow speeds of the coolant between the groups of chambers concerned. This results in a differentiation of the duration of the heat exchange carried out between the heat transfer liquid circulating in these groups of chambers and the refrigerant fluid circulating in the corresponding passes of the second circuit.
  • the invention thus achieves the aim it had set itself, by making it possible, in particular, to increase a duration of the heat exchange between the coolant liquid. circulating in a group of chambers in which the flow rate of this heat transfer liquid is lower and the refrigerating fluid circulating in a pass of the second circuit in contact with this group of chambers.
  • each chamber is delimited by at least two plates, each plate comprising a bottom wall surrounded by a raised edge, the bottom wall being provided with at least one opening which at least partially delimits the first inlet manifold, the two plates being arranged one inside the other.
  • the bottom walls of the plates delimiting the chambers of the first circuit have a generally substantially planar shape.
  • the heat exchanger according to the invention therefore consists of a stack of plates as described above in a stacking direction substantially perpendicular to a general main direction of extension of the bottom wall of each of these plates. It follows that the first inlet manifold mentioned above is formed by the stack of the aforementioned openings, pierced in the bottom walls of the plates delimiting the chambers of the first circuit.
  • the first inlet manifold for the coolant liquid in the first circuit of the exchanger according to the invention is therefore substantially in the form of a duct which extends through the heat exchanger according to the invention.
  • the openings made in the bottom walls of the plates constituting the heat exchanger according to the invention are arranged such that the aforementioned first inlet manifold extends substantially perpendicular to the walls. bottom of the plates which delimit the chambers of the first circuit and, therefore, substantially parallel to the direction of stacking of the aforementioned plates.
  • the first inlet manifold comprises a first conduit supplying the first group of chambers and a second conduit supplying the second group of chambers, the differentiation member comprising a second passage section of the chamber.
  • second duct lower than a first passage section of the first duct.
  • passage section a surface area of a section of the conduit considered, measured along a plane substantially perpendicular to the main direction of extension of the latter. It therefore follows from the above that the flow rate of heat transfer liquid circulating in the second conduit of the first inlet manifold is less than the flow rate of heat transfer liquid circulating in the first conduit of the first inlet manifold.
  • a ratio between the second passage section of the second duct and the first passage section of the first duct is between 0.4 and 0.8.
  • the bottom walls of the at least two plates each comprise at least a first opening and a second opening, respectively constituting the first duct and the second duct of the first inlet manifold.
  • the second passage section is defined by at least one of the second openings made in the plate.
  • first passage section and the second passage section are respectively defined by the dimensions of at least one of the openings made in the aforementioned plate or plates.
  • first passage section is defined by the first opening mentioned above
  • second passage section is defined by the second opening defined above.
  • the differentiation member is formed by at least a second opening constituting the second duct.
  • the differentiator comprises all of the second openings of the second duct.
  • the element for differentiating the flow rate of coolant liquid is therefore materialized here by the difference in passage section between the first opening and the second opening.
  • the organ of differentiation corresponding to the second passage section of at least one of the second openings, less than the first passage section of one of the first openings.
  • the differentiation of the coolant flow rate between the first duct and the second duct of the first inlet manifold results from the geometry of the plates forming the first circuit and the dimensions of the openings arranged in the bottom walls of these plates.
  • all the second openings defining the second duct of the first inlet manifold may have the same passage section, substantially equal to the second passage section previously mentioned.
  • the coolant liquid flow differentiator is then defined by the set of second openings which define the second duct.
  • only one of the second openings participating in defining the second duct has a passage section substantially equal to the second passage section previously mentioned.
  • the heat exchanger comprises at least one coolant liquid supply unit, the supply unit being fluidly connected to the first inlet manifold which comprises a first duct supplying the first group of chambers and a second conduit supplying the second group of chambers.
  • the first duct and the second duct therefore together form the first inlet manifold defined above.
  • the passage sections of the first duct and of the second duct are substantially equal.
  • the invention provides that the power supply unit comprises a first channel supplying the first duct and a second channel supplying the second duct of the first inlet manifold, the differentiation member comprising a second passage section of the second channel, less than a first passage section of the first channel.
  • a ratio between the second passage section of the second channel and the first passage section of the first channel is between 0.4 and 0.8.
  • the first coolant liquid circuit comprises a third group of chambers fluidly connected to the first duct of the first inlet manifold and to the first outlet manifold, successively to the first group of chambers, the control member. differentiation of the coolant liquid flow rate comprising at least a third passage section of the first duct arranged between the first group of chambers and the third group of chambers, the third passage section being smaller than the first passage section of the first duct.
  • a ratio between the third passage section of the first duct and the first passage section of the first duct is substantially between 0.4 and 0.8.
  • the passage section of the first duct according to the invention is reduced in the third group of chambers of the first circuit. This makes it possible to further increase the residence time of the heat transfer liquid in the third group of chambers of the first circuit, and, therefore, the duration and the efficiency of the heat exchange between the refrigerant fluid circulating in the second circuit and the liquid. coolant circulating in the third group of chambers.
  • At least one of the first openings constituting the first duct has the third passage section.
  • the invention also extends to a heat treatment system for a motor vehicle comprising at least one heat exchanger according to any one of the preceding characteristics.
  • the heat transfer liquid is glycol water.
  • FIG 1 is a general schematic perspective view of an exemplary embodiment of a heat treatment system according to the invention.
  • FIG 2 is a schematic sectional view along a vertical and transverse plane of the heat exchanger of Figure i showing a first embodiment of the invention
  • FIG 3 is a schematic sectional view along a vertical and transverse plane of the heat exchanger of Figure 1 according to a second embodiment of the invention
  • FIG 4 is a schematic sectional view along a vertical and transverse plane of the heat exchanger of Figure 1 according to a third embodiment of the invention.
  • FIG. 1 schematically illustrates in perspective a heat treatment system 500 according to the invention.
  • Such a heat treatment system 500 comprises in particular a heat exchanger 100 configured to be the site of a heat exchange between a coolant liquid and a coolant fluid both circulating within it.
  • the heat transfer liquid is glycol water.
  • the heat transfer liquid and the coolant are not shown in the figures.
  • the heat exchanger 100 comprises a first circuit 110 in which the heat transfer liquid is conveyed and a second circuit 120 in which the refrigerant fluid is conveyed, the first circuit 110 and the second circuit 120 being, within the heat exchanger 100, in contact with each other in such a way that a heat exchange between heat transfer liquid and refrigerant fluid can occur.
  • the first circuit no of the heat exchanger 100 extends between a first inlet manifold 1 through which the heat transfer liquid is admitted into the first circuit no of the heat exchanger Ioo and a first outlet manifold 2 through which the liquid. coolant leaves the first circuit no of the heat exchanger 100.
  • the second circuit 120 of the heat exchanger 100 comprises a second inlet manifold 3 through which the refrigerant fluid is admitted into the second circuit 120 of the heat exchanger 100 and a second outlet manifold 4 through which the refrigerant fluid leaves the second circuit 120 of the heat exchanger 100.
  • the heat exchanger 100 comprises a power supply unit 5 through which the heat transfer liquid enters the first inlet manifold 1, defined above.
  • the power supply unit 5 is therefore fluidly connected to the first inlet manifold 1.
  • the heat exchanger 100 also comprises an outlet unit 50, fluidically connected to the first outlet manifold 2, and via which the heat transfer liquid leaves the heat exchanger 100.
  • the refrigerant, admitted into the heat exchanger 100 in essentially gaseous form, is, during its passage through the heat exchanger 100, progressively condensed by heat exchange with the heat transfer liquid, until it leaves the heat exchanger 100 in essentially liquid form.
  • the refrigerant in liquid form is received and stored in a condensation bottle 200 arranged in the vicinity of the heat exchanger 100.
  • the latter makes several passages in the second circuit 120, successively in contact with different regions of the first circuit 110.
  • the different regions, distinct, of the second circuit 120, in which the refrigerant circulates successively, will be, in what below, designated by the term "passes" of the second circuit 120 of the heat exchanger 100.
  • FIG. 2 illustrates schematically, in section along a vertical and transverse plane A visible in FIG. 1, a heat exchanger 100 according to a first embodiment of the invention.
  • the first inlet manifold 1 previously defined, configured for the admission of the coolant in the first circuit 110 of the heat exchanger 100.
  • the block of supply 5 as previously defined, configured to allow the entry of the coolant liquid into the first circuit 110.
  • the heat exchanger 100 is formed by a stack of N plates 6a, ... 6i, 6j, ... 6n, in a stacking direction E arbitrarily designated in the following as direction vertical V of the heat exchanger 100 and represented by the axis V in FIG. 2. It should be noted that the vertical direction V of the heat exchanger 100 is arbitrary with regard to a vertical direction of a motor vehicle in which is placed a heat treatment system as described above and comprising the heat exchanger 100.
  • each plate 6a, ..., 6i, 6j, ... 6n, of the heat exchanger 100 is formed of a bottom wall 60a, ..., 6oi, 6oj, .. 6on, the general shape of which is substantially planar, surrounded by a raised edge 61a, ... 611, 6ij, ... 6m, the dimensions of which, measured perpendicularly to the main extension plane of the bottom wall 60a,. .., 6oi, 6oj, ..., 6on, are small compared to the dimensions of the latter. Only two plates 6i, 6j, their bottom walls 6oi, 6oj, and their raised edges 611, 6ij, are identified in Figure 2.
  • the bottom walls 60a, ..., 6oi, 6oj, ... 6on are substantially perpendicular to the vertical direction V of the heat exchanger 100, previously defined, and substantially parallel to a plane P defined by a longitudinal direction L and a transverse direction T, respectively arbitrarily designated as longitudinal direction and as the transverse direction of the heat exchanger 100.
  • the plates 6a, ..., 6i, 6j, ... 6n define two by two of the chambers 7a, ... 71, 7], ..., 7h, of the first circuit 110 of the heat exchanger 100, that is to say of the chambers configured to convey the heat transfer liquid within the heat exchanger 100.
  • FIG. 2 Only one chamber 71, delimited by the plates 6i, 6j, is shown in FIG. 2.
  • each bottom wall 60a, ..., 6oi, 6oj, ..., 6on comprises at least one opening 62a, ..., 621, 62j, ..., 62h, which at least partially delimits the first inlet manifold 1.
  • the first inlet manifold 1 of the first circuit 110 thus extends substantially over the entire dimension of the heat exchanger 100 in the vertical direction V of the latter, previously defined, and it is formed by the stack of the aforementioned openings 62a, ..., 621, 62j, ... 62h.
  • the chambers 7a, ..., 71, 7 j, ..., 7h, of the first circuit 110 are organized in groups of chambers independent of each other, in which the heat transfer liquid circulates successively.
  • the rooms 7a, ..., 71, 7j, ..., 7h, of the first circuit 110 are organized in a first group of rooms 75 and in a second group of rooms 76, each group of rooms 75, 76 , being, within the heat exchanger 100, in contact with a pass, as previously defined, of the second circuit 120 of the heat exchanger 100.
  • first group of chambers 75 is in contact with a first passes, not shown, of the second circuit 120
  • second group of chambers 76 is in contact with a second pass, not shown, of the second circuit 120 and distinct from the first pass.
  • the first group of chambers 75 and the second group of chambers 76 are schematically mentioned in figure 2.
  • the inlet manifold i comprises a first conduit Io and a second conduit n.
  • the first duct io extends substantially over the entire dimension of the heat exchanger Ioo in the vertical direction V of the latter, previously defined.
  • the second duct n extends substantially over one half of the dimension of the heat exchanger Ioo in the vertical direction V of the latter.
  • the first duct io is formed by the stack, in the vertical direction V of the heat exchanger Ioo, of first openings 63a, ..., 631, 63], ...
  • the bottom wall 60a, ..., 6oi, 6oj, ..., 6on, of each plate 6a, ..., 6i, 6j,. .., 6n, forming the heat exchanger 100 is pierced with at least a first opening 63a, ..., 631, 63], ..., 63h and at least a second opening 64a, ... , 641, 64], ..., 64h, which together respectively define the first duct 10 and the second duct 11 of the first inlet manifold 1.
  • the first duct 10 of the first inlet manifold 1 is configured to supply the first group of chambers 75 as defined above with heat transfer liquid
  • the second duct 11 of the first inlet manifold 1 is configured to supply in heat transfer liquid the second group of chambers 76 as defined above.
  • a first passage section 150 of the first duct 10 is greater than a second passage section 160 of the second duct 11, the passage section being here defined in a plane substantially perpendicular to the main direction d extension of the considered conduit. More specifically, the invention provides that a ratio between the second passage section 160 and the first passage section 150 is between 0.4 and 0.8.
  • the power supply unit 5 comprises, on the one hand, a first channel 50 fluidly connected to the first duct 10 of the first manifold. inlet 1, and, on the other hand, a second channel 51 fluidly connected to the second duct 11 of the first inlet manifold 1.
  • the first duct 10 and the second duct 11 each have a substantially cylindrical shape, the axis of elongation of which is substantially parallel to the vertical direction V, previously defined, of the heat exchanger 100.
  • the passage sections 150, 160 can be represented by the diameters respectively of the first duct 10 and of the second duct 11, measured perpendicular to the vertical direction V of the heat exchanger 100. More generally , the passage sections 150, 160, are to be understood as the surfaces of a projection, respectively, of the first duct 10 and of the second duct 11, on a plane perpendicular to the vertical direction V of the heat exchanger 100.
  • first passage section 150 is defined by at least one of the first openings 63a, ..., 631, 63], ..., 63h of the first duct 10 and that the second passage section 160 is defined by at least one of the second openings 64a, ..., 641, 64], ..., 64h made in the plate 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n.
  • the flow rate of heat transfer liquid which circulates in the second duct 11 is less than the flow rate of heat transfer liquid which circulates in the first conduit 10.
  • the second passage section 160 previously defined, smaller than the first passage section 150 therefore forms a member 155 for differentiating the flow of coolant liquid within the heat exchanger 100.
  • the member 155 for differentiating the flow rate of the coolant liquid is formed here by at least one of the second openings 64a, 641, 64], ..., 64h, participating in defining the second duct 11 of the first inlet manifold 11, which comprises the second passage section 160 lower than the first passage section 150 of the first duct 10 of the first inlet manifold 1.
  • the differentiation member 155 is formed by one of the second openings 64a, ..., 641, 64], ..., 64h of the second duct 11.
  • the member of differentiation can be defined by the set of second openings 64a, ..., 641, 64], ..., 64h of the second duct 11.
  • FIG. 3 illustrates schematically, in section along the vertical and transverse plane A visible in FIG. 1, a second embodiment of a heat exchanger 100 according to the invention.
  • the heat exchanger 100 comprises the power supply unit 5 which comprises the first channel 50 fluidly connected to the first duct 10 of the first inlet manifold 1 and the second channel 51 fluidly connected to the second duct 11 of the first inlet manifold 1.
  • At least one of the first openings 631 ', 63j', which participate in defining, in the plates 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, the first duct 10, has a third passage section 170 smaller than the first passage section 150 of the first duct 10.
  • the first duct 10 of the first inlet manifold 1 comprises a first portion 10a of which a passage section is substantially equal to the first passage section 150 mentioned above, and a second portion 10b of which a passage section is less than the aforementioned first passage section 150 and substantially equal, except for manufacturing tolerances, to the third passage section 170 previously mentioned.
  • a ratio between the third passage section 170 and the first passage section 150 is between 0.4 and 0.8.
  • one or more of the plates 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n forming the second portion 10b of the first duct 10 has a first opening 631 ', 63 ] ', the passage section of which is substantially equal to the third passage section 170 previously mentioned.
  • only one of the first openings 631 ', 63]', arranged in the plates 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, forming the second portion 10b of the first duct 10 has a passage section equal to the third passage section 170, or several, or even all of the first openings 631 ', 63]', arranged in the plates 6a, ..., 6i, 6j,. .., 6n, forming the second portion 10b of the first duct 10 have a passage section equal to the third passage section 170.
  • the first circuit 110 comprises the third group of chambers 77 which is fluidly connected to the first conduit 10 of the first inlet manifold 1, successively to the first group of chambers 75, and that the third passage section 170 of the first duct 10, arranged between the first group of chambers 75 and the third group of chambers 77, forms part of the differentiation member 155 previously defined.
  • the invention can provide, on the one hand, that the first group of chambers 75 of the first circuit 110 of the heat exchanger 100 is in contact with a first pass of the second circuit 120, in which the refrigerant fluid circulates in essentially gaseous form, on the other hand, that the second group of chambers 76 of the first circuit 110 of the heat exchanger 100 is in contact with a second pass of the second circuit 120, in which the refrigerant fluid passes to the liquid state, and that the third group of chambers 77 of the first circuit 110 of the heat exchanger 100 is in contact with a third pass of the second circuit 120, in which the refrigerant fluid circulates in liquid form and is sub-cooled by the coolant, the temperature of the coolant in the liquid state being lowered below its saturation temperature.
  • FIG. 4 illustrates schematically, in section along the vertical and transverse plane A visible in FIG. 1, a third exemplary embodiment of the invention.
  • This figure illustrates more particularly the power supply unit 5, previously defined, of the heat exchanger 100 according to the invention, as well as the first channel 50 and the second channel 51, previously described, of this power supply unit 5.
  • the invention provides that the differentiation member 155, previously defined, is provided on the first channel 50, fluidly connected to the first duct 10 of the first inlet manifold 1. , and by the second channel 51 of the power supply unit 5, fluidly connected to the second duct 11 of the first inlet manifold 1.
  • the invention provides, according to this example, that the first channel 50 of the power supply unit 5 has a first passage section 500, and that the second channel 51 has a second passage section 510, the first passage section. passage 500 of the first channel 50 being greater than the second passage section 500 of the second channel 510. A ratio between the second passage section 500 of the second channel 51 and the first passage section 500 of the first channel 50 being between 0.4 and 0.8.
  • the differentiation member 155 is formed by the second passage section 160 of the second channel 51 lower than the first passage section 500 of the first channel 50.
  • the differentiation member is therefore here carried by the block d 'power supply 5, and not arranged, as in the previous examples, within the openings 62a, ..., 621, 62j, ... 62h of the plates 6a,
  • Such an arrangement has an advantage in terms of cost, insofar as it makes it possible to combine the advantages of the invention with a standardization of all the plates 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, which form the heat exchanger 100. In fact, it is then no longer necessary to differentiate the manufacture of different sets of plates having different openings delimiting the different ducts of the first inlet manifold 1, the differentiation of flow rate between the aforementioned ducts being carried out upstream of the heat exchange zone, when the coolant liquid enters the inlet manifold 1, consisting of conduits 10, 11, previously described.
  • Such an arrangement also reduces the risks of assembly error when stacking different sets of plates 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, having openings 63a, ... , 631, 63], ..., 63h, 64a, ..., 641,
  • the invention makes it possible, by simple means, to differentiate the flow of heat transfer liquid between different regions of the first circuit 110 of the heat exchanger 100, in order to differentiate the duration of the heat exchange carried out between this heat transfer liquid and the coolant circulating in the second circuit 120 of the heat exchanger 100, and thus increase the efficiency of this exchange in predefined regions of the heat exchanger 100.
  • this differentiation of the flow rate of the coolant liquid within the heat exchanger 100 of a thermal system 500 such as that illustrated in FIG. 1 results only from the geometry of the plates 6a, ..., 6i, 6j , ..., 6n, which constitute the heat exchanger 100, and, in particular, the dimensions of the openings which, drilled in these plates, delimit, in the latter, the first inlet manifold 1 through which the heat transfer liquid is admitted in the first circuit 110 of the heat exchanger 100.
  • the implementation of the invention proves to be therefore of great simplicity and very low cost, insofar as it only requires a modification of the dimensions of one or more of the openings arranged in these plates to delimit the first inlet manifold 1.

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Abstract

L'invention concerne un échangeur thermique (100) pour véhicule automobile, comprenant un premier circuit (110) comprenant au moins un premier groupe de chambres (75) et un deuxième groupe de chambres (76) destinés à être parcouru par un liquide caloporteur et un deuxième circuit (120) destiné à être parcouru par un fluide réfrigérant, l'échangeur thermique (100) étant configuré pour mettre en œuvre un échange de chaleur entre le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant, l'échangeur thermique (100) comprenant au moins un organe de différentiation (155) du débit de liquide caloporteur circulant dans le premier groupe de chambres (75) par rapport au débit de liquide caloporteur circulant dans le deuxième groupe de chambres (76) du premier circuit (110).

Description

DESCRIPTION
Titre : Echangeur thermique pour véhicule automobile
La présente invention se rapporte au domaine des échangeurs thermiques pour véhicules automobiles. Elle trouve une application privilégiée, mais non exclusive, aux échangeurs thermiques utilisés dans les circuits de climatisation de tels véhicules
La présente invention concerne plus particulièrement les échangeurs thermiques qui comprennent un premier circuit configuré pour acheminer un liquide caloporteur et un deuxième circuit configuré pour acheminer un fluide réfrigérant. Plus précisément, la présente invention concerne de tels échangeurs dans lesquels le deuxième circuit comprend au moins deux passes successives de fluide réfrigérant, et dans lesquels le premier circuit comprend une pluralité de chambres réparties en plusieurs groupes de chambres. L’échangeur thermique est alors configuré pour mettre en œuvre un échange de chaleur entre le liquide caloporteur circulant dans au moins un des groupes de chambres et le fluide réfrigérant circulant dans au moins une des passes du deuxième circuit. On entend ici par "passe" des régions distinctes du deuxième circuit de l'échangeur de chaleur configurées pour que le fluide réfrigérant circule successivement en leur sein.
Selon un agencement particulier, les passes du deuxième circuit peuvent être agencées de telle manière que le fluide réfrigérant circule en parallèle entre elles.
Dans de tels échangeurs, également connus sous la dénomination anglo-saxonne de water-cooled condenser, le fluide réfrigérant est admis dans une première passe du deuxième circuit sous forme gazeuse, puis, circulant successivement dans les différentes passes du deuxième circuit, au contact des différents groupes de chambres du premier circuit dans lesquelles circule le liquide caloporteur, il est progressivement condensé, jusqu'à sortir de l'échangeur sous forme liquide.
Le problème technique auquel la présente invention a pour but de proposer une solution est celui de l'efficacité de l'échange thermique dans les différentes passes du deuxième circuit, notamment dans les régions de l'échangeur thermique dans lesquelles se produit la transformation physico-chimique de condensation du fluide réfrigérant.
Afin d'augmenter l'efficacité d'un tel échange thermique, la présente invention a pour objet, selon un premier aspect, un échangeur thermique pour véhicule automobile, comprenant : un premier circuit destiné à être parcouru par un liquide caloporteur et comprenant un premier collecteur d'entrée par lequel le liquide caloporteur est admis dans le premier circuit et un premier collecteur de sortie par lequel le liquide caloporteur sort du premier circuit, le premier circuit comprenant une pluralité de chambres fluidiquement reliées au premier collecteur d’entrée et au premier collecteur de sortie et réparties en au moins un premier groupe de chambres et un deuxième groupe de chambres, un deuxième circuit destiné à être parcouru par un fluide réfrigérant et comprenant un deuxième collecteur d'entrée par lequel le fluide réfrigérant est admis dans l'échangeur thermique et un deuxième collecteur de sortie par lequel le fluide réfrigérant sort de l'échangeur thermique, le deuxième circuit comprenant au moins deux passes successives, l’échangeur thermique étant configuré pour mettre en œuvre un échange de chaleur entre le liquide caloporteur circulant dans au moins un des groupes de chambres et au moins une des passes du deuxième circuit, caractérisé en ce que l'échangeur thermique comprend au moins un organe de différentiation du débit de liquide caloporteur par chambre circulant dans le premier groupe de chambres par rapport au débit de liquide caloporteur par chambre circulant dans le deuxième groupe de chambres du premier circuit..
La présence de l'organe de différentiation précité a pour conséquence des vitesses d’écoulement différents du liquide caloporteur entre les groupes de chambres concernés. Il s'ensuit une différentiation de la durée de l'échange thermique réalisé entre le liquide caloporteur circulant dans ces groupes de chambres et le fluide réfrigérant circulant dans les passes correspondantes du deuxième circuit. L'invention atteint ainsi le but qu'elle s'était fixé, en permettant, notamment, d'augmenter une durée de l'échange thermique entre le liquide caloporteur circulant dans un groupe de chambres dans lequel le débit de ce liquide caloporteur est plus faible et le fluide réfrigérant circulant dans une passe du deuxième circuit au contact de ce groupe de chambres.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, chaque chambre est délimitée par au moins deux plaques, chaque plaque comprenant une paroi de fond entourée par un bord relevé, la paroi de fond étant pourvue d'au moins une ouverture qui délimite au moins en partie le premier collecteur d'entrée, les deux plaques étant disposées l'une dans l'autre. Avantageusement, les parois de fond des plaques délimitant les chambres du premier circuit présentent une forme générale sensiblement plane.
L'échangeur thermique selon l'invention est donc constitué d'un empilement de plaques telles que précédemment décrites selon une direction d’empilement sensiblement perpendiculaire à une direction générale principale d'extension de la paroi de fond de chacune de ces plaques. Il s'ensuit que le premier collecteur d'entrée précédemment évoqué est formé de l'empilement des ouvertures précitées, percées dans les parois de fond des plaques délimitant les chambres du premier circuit.
Le premier collecteur d'entrée du liquide caloporteur dans le premier circuit de l'échangeur selon l'invention se présente donc sensiblement sous la forme d'un conduit qui s'étend au travers de l'échangeur thermique selon l'invention. Selon un mode de réalisation privilégié, mais non exclusif, les ouvertures ménagées dans les parois de fond des plaques constituant l'échangeur thermique selon l'invention sont agencées de telle manière que le premier collecteur d'entrée précité s'étend sensiblement perpendiculairement aux parois de fond des plaques qui délimitent les chambres du premier circuit et, donc, sensiblement parallèlement à la direction d'empilement des plaques précitées.
Selon un premier exemple de réalisation de l'invention, le premier collecteur d'entrée comprend un premier conduit alimentant le premier groupe de chambres et un deuxième conduit alimentant le deuxième groupe de chambres, l'organe de différentiation comprenant une deuxième section de passage du deuxième conduit inférieure à une première section de passage du premier conduit. On entend ici par section de passage, une surface d'une section du conduit considéré, mesurée selon un plan sensiblement perpendiculaire à la direction principale d'extension de celui-ci. Il résulte donc de ce qui précède que le débit de liquide caloporteur circulant dans le deuxième conduit du premier collecteur d'entrée est inférieur au débit de liquide caloporteur circulant dans le premier conduit du premier collecteur d'entrée.
Avantageusement, selon un tel exemple de réalisation, un rapport entre la deuxième section de passage du deuxième conduit et la première section de passage du premier conduit est compris entre 0.4 et 0.8.
Plus précisément, selon un premier mode de mise en œuvre de ce premier exemple de réalisation de l'invention, les parois de fond des au moins deux plaques comprennent chacune au moins une première ouverture et une deuxième ouverture, respectivement constitutives du premier conduit et du deuxième conduit du premier collecteur d’entrée.
Selon un exemple de réalisation de l’invention, la deuxième section de passage est définie par au moins une des deuxièmes ouvertures ménagées dans la plaque.
Complémentairement, la première section de passage et la deuxième section de passage, précédemment évoquées, sont respectivement définies par les dimensions d'au moins une des ouvertures ménagées dans la ou les plaques précitées. Par exemple, la première section de passage est définie par la première ouverture précédemment évoquée, et la deuxième section de passage est définie par la deuxième ouverture précédemment définie.
Selon l’invention, l’organe de différentiation est formé par au moins une deuxième ouverture constitutive du deuxième conduit.
De manière alternative, l’organe de différentiation comprend l’ensemble des deuxièmes ouvertures du deuxième conduit.
L'organe de différentiation du débit de liquide caloporteur, précédemment défini, se matérialise donc ici par la différence de section de passage entre la première ouverture et de la deuxième ouverture. En d'autres termes encore, l’organe de différentiation correspondant à la deuxième section de passage d’au moins une des deuxièmes ouvertures, inférieure à la première section de passage d’une des premières ouvertures.
Il faut donc comprendre ici que, dans cet exemple de réalisation de l'échangeur thermique selon l'invention, la différentiation du débit de liquide caloporteur entre le premier conduit et le deuxième conduit du premier collecteur d'entrée résulte de la géométrie des plaques formant le premier circuit et des dimensions des ouvertures agencées dans les parois de fond de ces plaques.
Selon un exemple, toutes les deuxièmes ouvertures définissant le deuxième conduit du premier collecteur d'entrée peuvent présenter la même section de passage, sensiblement égale à la deuxième section de passage précédemment évoquée. L'organe de différentiation du débit de liquide caloporteur est alors défini par l'ensemble des deuxièmes ouvertures qui définissent le deuxième conduit. En variante, une seule des deuxièmes ouvertures participant à définir le deuxième conduit présente une section de passage sensiblement égale à la deuxième section de passage précédemment évoquée.
Selon un autre exemple de réalisation, l'échangeur thermique comprend au moins un bloc d'alimentation en liquide caloporteur, le bloc d'alimentation étant relié fluidiquement au premier collecteur d'entrée qui comprend un premier conduit alimentant le premier groupe de chambres et un deuxième conduit alimentant le deuxième groupe de chambres. Le premier conduit et le deuxième conduit forment donc ensemble le premier collecteur d'entrée précédemment défini. Avantageusement, selon un tel exemple, les sections de passage du premier conduit et du deuxième conduit sont sensiblement égales. Selon cet exemple de réalisation, l'invention prévoit que le bloc d'alimentation comprend un premier canal alimentant le premier conduit et un deuxième canal alimentant le deuxième conduit du premier collecteur d'entrée, l'organe de différentiation comprenant une deuxième section de passage du deuxième canal, inférieure à une première section de passage du premier canal. Avantageusement, un rapport entre la deuxième section de passage du deuxième canal et la première section de passage du premier canal est compris entre 0.4 et 0.8. Selon un autre exemple de réalisation, le premier circuit de liquide caloporteur comprend un troisième groupe de chambres fluidiquement reliées au premier conduit du premier collecteur d'entrée et au premier collecteur de sortie, de manière successive au premier groupe de chambres, l'organe de différentiation du débit de liquide caloporteur comprenant au moins une troisième section de passage du premier conduit disposée entre le premier groupe de chambres et le troisième groupe de chambres, la troisième section de passage étant inférieure à la première section de passage du premier conduit. Avantageusement, un rapport entre la troisième section de passage du premier conduit et la première section de passage du premier conduit est sensiblement compris entre 0.4 et 0.8.
En d'autres termes, selon cet exemple, la section de passage du premier conduit selon l'invention est réduite dans le troisième groupe de chambres du premier circuit. Ceci permet d'augmenter encore le temps de séjour du liquide caloporteur dans le troisième groupe de chambres du premier circuit, et, donc, la durée et l'efficacité de l'échange thermique entre le fluide réfrigérant circulant dans le deuxième circuit et le liquide caloporteur circulant dans le troisième groupe de chambres.
Selon un exemple avantageux, au moins une des premières ouvertures constitutives du premier conduit présente la troisième section de passage. L'invention permet ainsi, par des moyens simples tels que la réalisation d'ouvertures de dimensions différentes dans des plaques délimitant les chambres du premier circuit d'un échangeur thermique tel qu'il vient d'être décrit, de réaliser une modification du débit de liquide caloporteur au sein d'un tel échangeur, pour un temps de séjour augmenté au contact du fluide réfrigérant et, donc, pour une meilleure efficacité de l'échange thermique. L'invention atteint ainsi le but qu'elle s'était fixé.
Selon un deuxième aspect, l'invention s'étend également à un système de traitement thermique pour un véhicule automobile comprenant au moins un échangeur thermique selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes. Avantageusement, dans un tel système de traitement thermique, le liquide caloporteur est de l'eau glycolée. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
[Fig î] est une vue schématique générale en perspective d'un exemple de réalisation d'un système de traitement thermique selon l'invention ;
[Fig 2] est une vue schématique en coupe selon un plan vertical et transversal de l’échangeur thermique de la figure i montrant un premier exemple de réalisation de l'invention ;
[Fig 3] est une vue schématique en coupe selon un plan vertical et transversal de l’échangeur thermique de la figure 1 selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention ;
[Fig 4] est une vue schématique en coupe selon un plan vertical et transversal de l’échangeur thermique de la figure 1 selon un troisième exemple de réalisation de l’invention.
Il faut tout d’abord noter que si les figures exposent l’invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, ces figures peuvent bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Il est également à noter que ces figures n’exposent que quelques exemples de réalisation de l’invention.
La figure 1 illustre schématiquement en perspective un système de traitement thermique 500 selon l'invention.
Un tel système de traitement thermique 500 comprend notamment un échangeur thermique 100 configuré pour être le siège d'un échange thermique entre un liquide caloporteur et un fluide réfrigérant circulant tous deux en son sein. Selon un exemple de réalisation, le liquide caloporteur est une eau glycolée. Le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant ne sont pas représentés sur les figures.
Avantageusement, l'échangeur thermique 100 comprend un premier circuit 110 dans lequel est acheminé le liquide caloporteur et un deuxième circuit 120 dans lequel est acheminé le fluide réfrigérant, le premier circuit 110 et le deuxième circuit 120 étant, au sein de l'échangeur thermique 100, au contact l'un de l'autre de telle manière qu'un échange thermique entre liquide caloporteur et fluide réfrigérant peut se produire.
Le premier circuit no de l'échangeur thermique 100 s'étend entre un premier collecteur d'entrée 1 par lequel le liquide caloporteur est admis dans le premier circuit no de l'échangeur thermique îoo et un premier collecteur de sortie 2 par lequel le liquide caloporteur sort du premier circuit no de l'échangeur thermique 100.
Le deuxième circuit 120 de l'échangeur thermique 100 comprend un deuxième collecteur d'entrée 3 par lequel le fluide réfrigérant est admis dans le deuxième circuit 120 de l'échangeur thermique 100 et un deuxième collecteur de sortie 4 par lequel le fluide réfrigérant sort du deuxième circuit 120 de l'échangeur thermique 100.
Selon l'exemple plus particulièrement illustré par la figure 1, l'échangeur thermique 100 comprend un bloc d'alimentation 5 par lequel le liquide caloporteur entre dans le premier collecteur d'entrée 1, précédemment défini. Le bloc d'alimentation 5 est donc fluidiquement relié au premier collecteur d'entrée 1. Selon cet exemple, l'échangeur thermique 100 comprend également un bloc de sortie 50, fluidiquement relié au premier collecteur de sortie 2, et par lequel le liquide caloporteur sort de l'échangeur thermique 100. Le fluide réfrigérant, admis dans l'échangeur thermique 100 sous forme essentiellement gazeuse, est, lors de son passage au travers de l'échangeur thermique 100, progressivement condensé par échange de chaleur avec le liquide caloporteur, jusqu'à sortir de l'échangeur thermique 100 sous forme essentiellement liquide. Selon une configuration particulièrement avantageuse, le fluide réfrigérant sous forme liquide est reçu et stocké dans une bouteille de condensation 200 agencée au voisinage de l'échangeur thermique 100. Avantageusement, et pour augmenter l'efficacité de l'échange thermique entre le liquide caloporteur et le fluide réfrigérant, ce dernier effectue plusieurs passages dans le deuxième circuit 120, successivement au contact de différentes régions du premier circuit 110. Les différentes régions, distinctes, du deuxième circuit 120, dans lesquelles circule successivement le fluide réfrigérant, seront, dans ce qui suit, désignées sous le terme de "passes" du deuxième circuit 120 de l'échangeur thermique 100.
La figure 2 illustre schématiquement en coupe suivant un plan A vertical et transversal visible à la figure 1, un échangeur thermique 100 selon un premier exemple de réalisation de l'invention.
On retrouve sur la figure 2 le premier collecteur d'entrée 1, précédemment défini, configuré pour l'admission du liquide caloporteur dans le premier circuit 110 de l'échangeur thermique 100. On retrouve également, sur cette figure 2, le bloc d'alimentation 5 tel que précédemment défini, configuré pour permettre l'entrée du liquide caloporteur dans le premier circuit 110.
En référence à la figure 2, l'échangeur thermique 100 est formé d'un empilement de N plaques 6a, ... 6i, 6j, ... 6n, selon une direction d'empilement E arbitrairement désignée dans ce qui suit comme direction verticale V de l'échangeur thermique 100 et représentée par l'axe V sur la figure 2. Il est à noter que la direction verticale V de l'échangeur thermique 100 est quelconque au regard d'une direction verticale d'un véhicule automobile dans lequel est placé un système de traitement thermique tel que précédemment décrit et comprenant l’échangeur thermique 100.
Comme le montre la figure 2, chaque plaque 6a, ..., 6i, 6j, ... 6n, de l'échangeur thermique 100 est formée d'une paroi de fond 60a, ..., 6oi, 6oj, ... 6on dont la forme générale est sensiblement plane, entourée d'un bord relevé 61a, ... 611, 6ij, ... 6m, dont les dimensions, mesurées perpendiculairement au plan principal d'extension de la paroi de fond 60a, ..., 6oi, 6oj, ..., 6on, sont faibles par rapport aux dimensions de cette dernière. Seules deux plaques 6i, 6j, leurs parois de fond 6oi, 6oj, et leurs bords relevés 611, 6ij, sont repérés sur la figure 2. Selon l'exemple illustré par la figure 2, les parois de fond 60a, ..., 6oi, 6oj, ... 6on, sont sensiblement perpendiculaires à la direction verticale V de l'échangeur thermique 100, précédemment définie, et sensiblement parallèles à un plan P défini par une direction longitudinale L et une direction transversale T, respectivement arbitrairement désignées comme direction longitudinale et comme direction transversale de l'échangeur thermique 100. Dans l'échangeur thermique ioo selon l'invention, les plaques 6a, ..., 6i, 6j, ... 6n, délimitent deux à deux des chambres 7a, ... 71, 7], ..., 7h, du premier circuit 110 de l'échangeur thermique 100, c'est-à-dire des chambres configurées pour acheminer le liquide caloporteur au sein de l'échangeur thermique 100. Seule une chambre 71, délimitée par les plaques 6i, 6j, est représentée sur la figure 2. Les espaces définis entre les chambres 7a, ..., 71, 7], ..., 7h, forment ensemble en partie le deuxième circuit de l'échangeur thermique 100, dans lequel circule le fluide réfrigérant, au contact des chambres 7a, ... 71, 7 j, ..., 7h du premier circuit 110. Il faut comprendre ici que les parois de fond 60a, ..., 6oi, 6oj, ..., 6on, de forme générale sensiblement plane, présentent des reliefs permettant de définir entre elles, lorsque les plaques correspondantes 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, sont empilées selon la direction verticale V précédemment évoquée, différents volumes correspondant respectivement au moins en partie au deuxième circuit 120 de l'échangeur thermique 100 ou à des chambres 7a, ..., 71, 7 j, ..., 7h, du premier circuit 110.
Avantageusement, chaque paroi de fond 60a, ..., 6oi, 6oj, ..., 6on, comporte au moins une ouverture 62a, ..., 621, 62j, ..., 62h, qui délimite au moins en partie le premier collecteur d'entrée 1. Le premier collecteur d'entrée 1 du premier circuit 110 s'étend ainsi sensiblement sur la totalité de la dimension de l'échangeur thermique 100 selon la direction verticale V de ce dernier, précédemment définie, et il est formé de l'empilement des ouvertures 62a, ..., 621, 62j, ... 62h précitées.
Avantageusement, les chambres 7a, ..., 71, 7 j, ..., 7h, du premier circuit 110 sont organisées en groupes de chambres indépendants les uns des autres, dans lesquels le liquide caloporteur circule successivement. Par exemple, les chambres 7a, ..., 71, 7j, ..., 7h, du premier circuit 110 sont organisées en un premier groupe de chambres 75 et en un deuxième groupe de chambres 76, chaque groupe de chambres 75, 76, étant, au sein de l'échangeur thermique 100, au contact avec une passe, telle que précédemment définie, du deuxième circuit 120 de l'échangeur thermique 100. Dit autrement, le premier groupe de chambres 75 est au contact d’une première passe, non représentée, du deuxième circuit 120, et le deuxième groupe de chambres 76 est au contact d’une deuxième passe, non représentée, du deuxième circuit 120 et distincte de la première passe. Le premier groupe de chambres 75 et le deuxième groupe de chambres 76 sont schématiquement évoqués sur la figure 2.
Selon le premier exemple de réalisation de l'invention illustré par la figure 2, le collecteur d'entrée i comporte un premier conduit îo et un deuxième conduit n.
Comme le montre la figure 2, le premier conduit io s'étend sensiblement sur la totalité de la dimension de l'échangeur thermique îoo selon la direction verticale V de ce dernier, précédemment définie. Selon l’invention, le deuxième conduit n s’étend sensiblement sur une moitié de la dimension de l’échangeur de thermique îoo selon la direction verticale V de ce dernier. Par ailleurs, comme le montre la figure 2, le premier conduit io est formé de l'empilement, selon la direction verticale V de l'échangeur thermique îoo, de premières ouvertures 63a, ..., 631, 63], ..., 63h, agencées dans les plaques 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, de l'échangeur thermique 100, et le deuxième conduit 11 est formé de l'empilement, selon la direction verticale V de l'échangeur thermique 100, de deuxièmes ouvertures 64a, ..., 641,
64j, ..., 64h, agencées dans les plaques 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, de l'échangeur thermique 100.
En d'autres termes, selon l'exemple illustré par la figure 2, la paroi de fond 60a, ..., 6oi, 6oj, ..., 6on, de chaque plaque 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, formant l'échangeur thermique 100, est percée d'au moins une première ouverture 63a, ..., 631, 63], ..., 63h et d'au moins une deuxième ouverture 64a, ..., 641, 64], ..., 64h, qui définissent ensemble respectivement le premier conduit 10 et le deuxième conduit 11 du premier collecteur d'entrée 1.
Selon l'invention, le premier conduit 10 du premier collecteur d'entrée 1 est configuré pour alimenter en liquide caloporteur le premier groupe de chambres 75 tel que précédemment défini, et le deuxième conduit 11 du premier collecteur d'entrée 1 est configuré pour alimenter en liquide caloporteur le deuxième groupe de chambres 76 tel que précédemment défini.
Par ailleurs, l'invention prévoit qu'une première section de passage 150 du premier conduit 10 est supérieure à une deuxième section de passage 160 du deuxième conduit 11, la section de passage étant ici définie selon un plan sensiblement perpendiculaire à la direction principale d'extension du conduit considéré. Plus précisément, l'invention prévoit qu'un rapport entre la deuxième section de passage 160 et la première section de passage 150 est compris entre 0.4 et 0.8.
Il est à noter que, selon le premier exemple de réalisation de l'invention plus particulièrement illustré par la figure 2, le bloc d'alimentation 5 comprend, d'une part, un premier canal 50 fluidiquement relié au premier conduit 10 du premier collecteur d'entrée 1, et, d'autre part, un deuxième canal 51 fluidiquement relié au deuxième conduit 11 du premier collecteur d'entrée 1.
Selon l'exemple plus particulièrement illustré par la figure 2, le premier conduit 10 et le deuxième conduit 11 présentent chacun une forme sensiblement cylindrique, dont l'axe d’allongement est sensiblement parallèle à la direction verticale V, précédemment définie, de l'échangeur thermique 100. Selon un tel exemple, les sections de passage 150, 160, peuvent être représentées par les diamètres respectivement du premier conduit 10 et du deuxième conduit 11, mesurés perpendiculairement à la direction verticale V de l'échangeur thermique 100. Plus généralement, les sections de passage 150, 160, sont à entendre comme les surfaces d’une projection, respectivement, du premier conduit 10 et du deuxième conduit 11, sur un plan perpendiculaire à la direction verticale V de l'échangeur thermique 100.
On comprend de ce qui précède que la première section de passage 150 est définie par au moins une des premières ouvertures 63a, ..., 631, 63], ..., 63h du premier conduit 10 et que la deuxième section de passage 160 est définie par au moins une des deuxièmes ouvertures 64a, ..., 641, 64], ..., 64h ménagées dans la plaque 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n.
Il résulte de ce qui précède que, dans le système thermique 500 selon l'invention tel qu'illustré par la figure 1, le débit de liquide caloporteur qui circule dans le deuxième conduit 11 est inférieur au débit de liquide caloporteur qui circule dans le premier conduit 10. La deuxième section de passage 160, précédemment définie, inférieure à la première section de passage 150 forme donc un organe de différentiation 155 du débit de liquide caloporteur au sein de l'échangeur thermique 100. Dit autrement, l’organe de différentiation 155 du débit du liquide caloporteur est formé ici par au moins une des deuxièmes ouvertures 64a, 641, 64], ..., 64h, participant à définir le deuxième conduit 11 du premier collecteur d’entrée 11, qui comprend la deuxième section de passage 160 inférieure à la première section de passage 150 du premier conduit 10 du premier collecteur d’entrée 1.
On comprend de ce qui précède, que l’organe de différentiation 155 est formé par une des deuxièmes ouvertures 64a, ..., 641, 64], ..., 64h du deuxième conduit 11. De manière alternative, l’organe de différentiation peut être défini par l’ensemble des deuxièmes ouvertures 64a, ..., 641, 64], ..., 64h du deuxième conduit 11.
Il résulte de la présence de cet organe de différentiation 155 que le temps de résidence du liquide caloporteur dans le deuxième groupe de chambres 76, alimenté en liquide caloporteur par le deuxième conduit 11, est supérieur au temps de résidence du liquide caloporteur dans le premier groupe de chambres 75, alimenté en liquide caloporteur par le premier conduit 10. La durée de l'échange thermique entre le liquide caloporteur circulant dans le deuxième groupe de chambres 76 et le fluide réfrigérant est donc supérieure à la durée de l'échange thermique entre le liquide caloporteur circulant dans le premier groupe de chambres 75 et le fluide réfrigérant. Il s'ensuit une efficacité accrue de l'échange thermique se produisant entre le liquide caloporteur circulant dans le deuxième groupe de chambres 76 et le fluide réfrigérant circulant dans la passe, telle que précédemment définie, qui se trouve au contact du deuxième groupe de chambres 76 dans l'échangeur thermique 100.
La figure 3 illustre schématiquement en coupe suivant le plan A vertical et transversal visible à la figure 1, un deuxième exemple de réalisation d'un échangeur thermique 100 selon l'invention.
On retrouve sur cette figure l'échangeur thermique 100, le premier collecteur d'entrée 1, ainsi que le premier conduit 10 et le deuxième conduit 11 du premier collecteur d'entrée 1. On retrouve également sur cette figure 3, deux plaques 6i, 6j, de l'échangeur thermique 100, ainsi qu'une chambre 71 du premier circuit 110 de l'échangeur 100 délimitée par les plaques 6i, 6j, précitées. Comme selon l'exemple illustré par la figure 2, la deuxième section de passage 160 du deuxième conduit 11 est inférieure à la première section de passage 150 du premier conduit 10. De même, de manière identique à l'exemple illustré par la figure 2, l'échangeur thermique 100 comprend le bloc d'alimentation 5 qui comporte le premier canal 50 fluidiquement relié au premier conduit 10 du premier collecteur d'entrée 1 et le deuxième canal 51 fluidiquement relié au deuxième conduit 11 du premier collecteur d'entrée 1.
Selon la variante illustrée par la figure 3, une au moins des premières ouvertures 631', 63j', qui participent à définir, dans les plaques 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, le premier conduit 10, présente une troisième section de passage 170 inférieure à la première section de passage 150 du premier conduit 10.
En d'autres termes, selon cette variante, le premier conduit 10 du premier collecteur d'entrée 1 comporte une première portion 10a dont une section de passage est sensiblement égale à la première section de passage 150 précédemment évoquée, et une deuxième portion 10b dont une section de passage est inférieure à la première section de passage 150 précitée et sensiblement égale, aux tolérances de fabrication près, à la troisième section de passage 170 précédemment évoquée. Selon l'invention, un rapport entre la troisième section de passage 170 et la première section de passage 150 est compris entre 0.4 et 0.8.
Selon différents modes de mise en œuvre de l'invention, une seule ou plusieurs des plaques 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n formant la deuxième portion 10b du premier conduit 10 présente une première ouverture 631', 63]', dont la section de passage est sensiblement égale à la troisième section de passage 170 précédemment évoquée. Dit autrement, selon différents modes de mise en œuvre de l'invention, une seule des premières ouvertures 631', 63]', agencées dans les plaques 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, formant la deuxième portion 10b du premier conduit 10 présente une section de passage égale à la troisième section de passage 170, ou plusieurs, voire toutes les premières ouvertures 631', 63]', agencées dans les plaques 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, formant la deuxième portion 10b du premier conduit 10 présentent une section de passage égale à la troisième section de passage 170.
Avantageusement, les chambres 71, ..., 7h, délimitées parles plaques 6i, ..., 6n, dans lesquelles sont agencées la ou les premières ouvertures 631', 63]', qui présentent la troisième section de passage 170, forment ensemble un troisième groupe de chambres 77 du premier circuit 110 de l'échangeur thermique 100, qui se trouve au contact, dans l'échangeur thermique 100, avec une troisième passe du deuxième circuit 120 de cet échangeur thermique. On comprend alors que le premier circuit 110 comprend le troisième groupe de chambres 77 qui est fluidiquement relié au premier conduit 10 du premier collecteur d’entrée 1, de manière successive au premier groupe de chambres 75, et que la troisième section de passage 170 du premier conduit 10, disposée entre le premier groupe de chambres 75 et le troisième groupe de chambres 77, forme une partie de l’organe de différentiation 155 précédemment défini.
Il résulte alors de ce qui précède que, au sein du système thermique, le débit de liquide caloporteur circulant dans le deuxième groupe de chambres 76, ainsi que le débit de liquide caloporteur circulant dans le troisième groupe de chambres 77, sont réduits par rapport au débit de liquide caloporteur circulant dans le premier groupe de chambres 75.
Selon un exemple, l'invention peut prévoir, d'une part, que le premier groupe de chambres 75 du premier circuit 110 de l'échangeur thermique 100 est au contact d'une première passe du deuxième circuit 120, dans laquelle le fluide réfrigérant circule sous forme essentiellement gazeuse, d'autre part, que le deuxième groupe de chambres 76 du premier circuit 110 de l'échangeur thermique 100 est au contact d'une deuxième passe du deuxième circuit 120, dans laquelle le fluide réfrigérant passe à l’état liquide, et que le troisième groupe de chambres 77 du premier circuit 110 de l'échangeur thermique 100 est au contact d'une troisième passe du deuxième circuit 120, dans laquelle le fluide réfrigérant circule sous forme liquide et est sous-refroidit par le liquide caloporteur, la température du fluide réfrigérant à l’état liquide étant abaissée en deçà de sa température de saturation.
La figure 4 illustre schématiquement en coupe suivant le plan A vertical et transversal visible à la figure 1, un troisième exemple de réalisation de l'invention. Cette figure illustre plus particulièrement le bloc d'alimentation 5, précédemment défini, de l’échangeur thermique 100 selon l'invention, ainsi que le premier canal 50 et le deuxième canal 51, précédemment décrits, de ce bloc d'alimentation 5. Selon l'exemple de réalisation plus particulièrement illustré par la figure 4, l'invention prévoit que l'organe de différentiation 155, précédemment défini, est ménagé sur le premier canal 50, fluidiquement relié au premier conduit 10 du premier collecteur d'entrée 1, et par le deuxième canal 51 du bloc d'alimentation 5, fluidiquement relié au deuxième conduit 11 du premier collecteur d'entrée 1.
Plus précisément, l'invention prévoit, selon cet exemple, que, le premier canal 50 du bloc d’alimentation 5 présente une première section de passage 500, et que le deuxième canal 51 présente une deuxième section de passage 510, la première section de passage 500 du premier canal 50 étant supérieure à la deuxième section de passage 500 du deuxième canal 510. Un rapport entre la deuxième section de passage 500 du deuxième canal 51 et la première section de passage 500 du premier canal 50 étant compris entre 0,4 et 0,8.
On comprend ici que f'organe de différentiation 155 est formé par la deuxième section de passage 160 du deuxième canal 51 inférieure à la première section de passage 500 du premier canal 50. L’organe de différentiation est donc bien ici porté par le bloc d'alimentation 5, et non agencé, comme dans les exemples précédents, au sein même des ouvertures 62a, ..., 621, 62j, ... 62h des plaques 6a,
..., 6i, 6j, ... 6n.
Un tel agencement présente un avantage en termes de coût, dans la mesure où il permet de cumuler les avantages de l'invention avec une standardisation de l'ensemble des plaques 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, qui forment l'échangeur thermique 100. En effet, il n'est alors plus nécessaire de différencier la fabrication de différents ensembles de plaques présentant différentes ouvertures délimitant les différents conduits du premier collecteur d'entrée 1, la différentiation de débit entre les conduits précités étant réalisée en amont de la zone d'échange thermique, lors de l'entrée du liquide caloporteur dans le collecteur d'entrée 1, constitué des conduits 10, 11, précédemment décrits. Un tel agencement réduit, en outre, les risques d'erreur d'assemblage lors de l'empilement de différents ensembles de plaques 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, présentant des ouvertures 63a, ..., 631, 63], ..., 63h, 64a, ..., 641,
64j, ..., 64h, dont les caractéristiques géométriques diffèrent selon qu'elles sont destinées à délimiter le premier conduit 10 ou le deuxième conduit 11, précédemment évoqués, du premier circuit 110. Quelle que soit la variante considérée, l'invention permet, par des moyens simples, de différencier le débit de liquide caloporteur entre différentes régions du premier circuit 110 de l'échangeur thermique 100, afin de différencier la durée de l'échange thermique réalisé entre ce liquide caloporteur et le fluide réfrigérant circulant dans le deuxième circuit 120 de l'échangeur thermique 100, et, ainsi, d'augmenter l'efficacité de cet échange dans des régions prédéfinies de l'échangeur thermique 100.
Il est à noter que cette différentiation de débit du liquide caloporteur au sein de l'échangeur thermique 100 d'un système thermique 500 tel que celui illustré par la figure 1 résulte uniquement de la géométrie des plaques 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, qui constituent l'échangeur thermique 100, et, notamment, des dimensions des ouvertures qui, percées dans ces plaques, délimitent, dans ces dernières, le premier collecteur d'entrée 1 par lequel le liquide caloporteur est admis dans le premier circuit 110 de l'échangeur thermique 100.
Selon un mode de fabrication dans lequel les plaques 6a, ..., 6i, 6j, ..., 6n, sont, par exemple, réalisées par emboutissage d'une tôle mince, la mise en œuvre de l'invention s'avère donc d'une grande simplicité et d'un très faible coût, dans la mesure où elle ne nécessite qu'une modification des dimensions d'une ou plusieurs des ouvertures agencées dans ces plaques pour délimiter le premier collecteur d'entrée 1.
L’invention telle qu’elle vient d’être décrite ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations exclusivement décrits et illustrés, et s’applique également à tous moyens ou configurations, équivalents et à toute combinaison de tels moyens ou configurations.

Claims

REVENDICATIONS
1. Echangeur thermique (100) pour véhicule automobile, comprenant : un premier circuit (110) destiné à être parcouru par un liquide caloporteur et comprenant un premier collecteur d'entrée (1) par lequel le liquide caloporteur est admis dans le premier circuit (110) et un premier collecteur de sortie (2) par lequel le liquide caloporteur sort du premier circuit (110), le premier circuit (110) comprenant une pluralité de chambres (7a, ..., 71, 7j, ..., 7h) fluidiquement reliées au premier collecteur d’entrée (1) et au premier collecteur de sortie (2) et réparties en au moins un premier groupe de chambres (75) et un deuxième groupe de chambres (76), un deuxième circuit (120) destiné à être parcouru par un fluide réfrigérant et comprenant un deuxième collecteur d'entrée (3) par lequel le fluide réfrigérant est admis dans l'échangeur thermique (100) et un deuxième collecteur de sortie (4) par lequel le fluide réfrigérant sort de l'échangeur thermique (100), le deuxième circuit (120) comprenant au moins deux passes successives, l’échangeur thermique (100) étant configuré pour mettre en œuvre un échange de chaleur entre le liquide caloporteur circulant dans au moins un des groupes de chambres (75, 76) et au moins une des passes du deuxième circuit (120), caractérisé en ce que l'échangeur thermique (100) comprend au moins un organe de différentiation (155) du débit par chambre de liquide caloporteur circulant dans le premier groupe de chambres (75) par rapport au débit par chambre de liquide caloporteur circulant dans le deuxième groupe de chambres (76) du premier circuit (110).
2. Echangeur thermique (100) selon la revendication précédente, dans lequel chaque chambre (7a, 71, 7], ..., 7h) est délimitée par au moins deux plaques (6a, ..., 6i, 6j, ... 6n), chaque plaque (6a, ..., 6i, 6j, ... 6n) comprenant une paroi de fond (60a, ..., 6oi, 6oj, ... 6on) entourée par un bord relevé (61a, ..., 611, 6ij, ... 6m), la paroi de fond (60a, ..., 6oi, 6oj, ... 6on) étant pourvue d’au moins une ouverture (62a, ..., 621, 62j, ... 62h) qui délimite au moins en partie le premier collecteur d’entrée (1), les deux plaques (6a, ..., 6i, 6j, ... 6n) étant disposées l’une dans l’autre.
3. Echangeur thermique (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier collecteur d’entrée (1) comprend un premier conduit (10) alimentant le premier groupe de chambres (75) et un deuxième conduit (11) alimentant le deuxième groupe de chambres (76), l’organe de différentiation (155) comprenant une deuxième section de passage (160) du deuxième conduit (11) inférieure à une première section de passage (150) du premier conduit (10).
4. Echangeur thermique (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un rapport entre la deuxième section de passage (160) du deuxième conduit (11) et la première section de passage (150) du premier conduit (10) est compris entre 0.4 et 0.8.
5. Echangeur thermique (100) selon les revendications 2 et 3, dans lequel les parois de fond (60a, ..., 6oi, 6oj, ... 6on) des au moins deux plaques (6a, ..., 6i, 6j,
... 6n) comprennent chacune au moins une première ouverture (63a, ..., 631, 63], ... 63h) et une deuxième ouverture (64a, ..., 641, 64], ... 64h), respectivement constitutives du premier conduit (10) et du deuxième conduit (11) du premier collecteur d’entrée (1).
6. Echangeur thermique (100) selon l’une quelconque des revendications 4 ou 5, dans lequel l’organe de différentiation (155) est formé par au moins une deuxième ouverture (64a, ..., 641, 64], ... 64h) constitutive du deuxième conduit
(n).
Echangeur thermique (100) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel l’organe de différentiation (155) comprend l’ensemble des deuxièmes ouvertures (64a, ..., 641, 64], ... 64h) du deuxième conduit (11).
7. Echangeur thermique (100) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, comprenant au moins un bloc d’alimentation (5) en liquide caloporteur, le bloc d’alimentation (5) étant relié fluidiquement au premier collecteur d’entrée (1) qui comprend un premier conduit (10) alimentant le premier groupe de chambres (75) et un deuxième conduit (11) alimentant le deuxième groupe de chambres (76).
8. Echangeur thermique (100) selon la revendication précédente, dans lequel le bloc d’alimentation (5) comprend un premier canal (50) alimentant le premier conduit (10) et un deuxième canal (51) alimentant le deuxième conduit (11) du premier collecteur d’entrée (1), l’organe de différentiation (155) comprenant une deuxième section de passage (510) du deuxième canal (51), inférieure à une première section de passage (500) du premier canal (50).
9. Echangeur thermique (100) selon l’une quelconques des revendications 3 à 6, dans lequel le premier circuit (110) de liquide caloporteur comprend un troisième groupe de chambres (77) fluidiquement reliées au premier conduit (10) du premier collecteur d’entrée (1) et au premier collecteur de sortie (2), de manière successive au premier groupe de chambres (75), l’organe de différentiation (155) du débit de liquide caloporteur comprenant au moins une troisième section de passage (170) du premier conduit (10) disposée entre le premier groupe de chambres (75) et le troisième groupe de chambres (77), la troisième section de passage étant inférieure à la première section de passage (150) du premier conduit (10).
10. Système de traitement thermique (500) pour un véhicule automobile comprenant au moins un échangeur thermique (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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