WO2025146342A1 - Module et système de traitement thermique pour véhicule - Google Patents

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WO2025146342A1
WO2025146342A1 PCT/EP2024/086520 EP2024086520W WO2025146342A1 WO 2025146342 A1 WO2025146342 A1 WO 2025146342A1 EP 2024086520 W EP2024086520 W EP 2024086520W WO 2025146342 A1 WO2025146342 A1 WO 2025146342A1
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WO
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heat exchanger
inlet
fluid
refrigerant fluid
closing plate
Prior art date
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Pending
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PCT/EP2024/086520
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English (en)
Inventor
Moussa Nacer-Bey
Kamel Azzouz
Julien Tissot
Sebastien Garnier
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Pending legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • B60H1/3204—Cooling devices using compression
    • B60H1/3229—Cooling devices using compression characterised by constructional features, e.g. housings, mountings, conversion systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00321—Heat exchangers for air-conditioning devices
    • B60H1/00342—Heat exchangers for air-conditioning devices of the liquid-liquid type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • 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
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media

Definitions

  • the subject of the invention is a heat treatment module for a vehicle as well as a heat treatment system comprising such a module.
  • the invention relates to the technical field of heat treatment of fluid within a vehicle by plate exchangers.
  • vehicle is preferably a motor vehicle (car, truck, etc.), but more generally, it can be of the land, sea or air type.
  • the refrigerant fluid and the heat transfer fluid usually circulate within their respective circuits and interact with each other through a plurality of heat exchangers ensuring an exchange of calories between the two fluids.
  • a plurality of heat exchangers ensuring an exchange of calories between the two fluids.
  • several of these heat exchangers can be grouped into a heat treatment module.
  • one improvement objective is to group more elements of the heat treatment system within the heat treatment modules to reduce the space occupied by these elements.
  • Patent document FR3124248 discloses a particularly compact heat treatment module for vehicles, combining several functions.
  • This module is formed from a stack of arranged plates and configured to group together several exchangers, and in particular: a condenser for a heat exchange between the refrigerant fluid and a heat transfer fluid, a heat exchanger (or chiller in English) for a heat exchange between the refrigerant fluid and a heat transfer fluid, and an internal heat exchanger (or IHX for the English acronym of Internal Heat Exchanger) for a heat exchange between the refrigerant fluid subjected to two different temperature levels.
  • the IHX defines a base common to the chiller and the condenser.
  • This state-of-the-art module includes connections for the inlet and outlet of the heat transfer fluid and connections for the inlet and outlet of the refrigerant.
  • the heat transfer fluid connections are distributed on an IHX closing plate, on a condenser closing plate and on a chiller closing plate.
  • the invention aims to remedy all or part of the aforementioned drawbacks. It aims in particular to achieve all or part of the following objectives: reduce the operational costs and times associated with the phases of assembly, maintenance and repair of the heat treatment module; extend the service life of the condenser and/or chiller plates. Presentation of the invention
  • the heat transfer fluid now passes through the IHX which acts as a thermal mediator regulating the temperature of said fluid before its circulation in the condenser and in the chiller.
  • the circulation portion in the IHX thus makes it possible to control the thermal gradient between the heat transfer fluid and the refrigerant circulating in these exchangers, in order to reduce the risks of thermal stress likely to affect their physical integrity.
  • the positioning of the first heat transfer fluid connections at the level of the IHX makes it possible to ensure the best compromise between, on the one hand, the overall thermal efficiency of the module, and on the other hand, the preservation of the physical integrity of the condenser and the chiller.
  • the first connectors are aligned along an edge of the closing plate, preferably above the condenser.
  • conduits fixed to the closing plate of the internal heat exchanger put first connectors for the inlet and outlet of heat transfer fluid in the heat exchanger into fluid communication with circulation orifices shaped in said closing plate, which conduits preferably have a concave cross-section, preferably U-shaped, which is closed by said closing plate.
  • second connections for the inlet and outlet of the refrigerant fluid subjected to a first temperature level in the internal heat exchanger are installed on a closing plate of said exchanger.
  • second connectors for the inlet and outlet of the refrigerant fluid subjected to a second temperature level in the internal heat exchanger and a second connection for the entry of the refrigerant fluid into the heat exchanger are installed on a closing plate of said heat exchanger, which closing plate defines a second end face of said module which is opposite the first end face.
  • the second connections for the inlet and outlet of the refrigerant fluid subjected to the second temperature level in the internal heat exchanger and the second connection for the inlet of the refrigerant fluid into the heat exchanger are installed on an adapter flange (8) attached to the closing plate of said heat exchanger.
  • a closing plate of the heat exchanger has a first opening opening into a collector defined in the stack of plates for the evacuation of the refrigerant fluid from said heat exchanger, and a second opening opening into a collector defined in the stack of plates for the arrival of the refrigerant fluid in the internal heat exchanger;
  • an adaptation flange supporting refrigerant fluid inlet and outlet connectors is attached to said closing plate, which flange is configured to put the first opening and the second opening into fluid communication.
  • the module further comprises a desiccant bottle installed against a side wall of the condenser, said bottle having a longitudinal axis, which bottle is installed so that said longitudinal axis is parallel to said side wall and perpendicular to a stacking direction of the plates.
  • Another aspect of the invention relates to a thermal treatment system for a vehicle, which system comprises a thermal treatment module in accordance with one of the preceding characteristics.
  • FIG. 1 shows a diagram of an example of a heat treatment system for a motor vehicle, comprising a heat treatment module according to the invention.
  • FIG. 2A is a perspective representation of a heat treatment module according to the invention, seen from a first face (called top view).
  • FIG. 2B illustrates the heat treatment module of Figure 2A, seen from a second face (called bottom view) opposite the first face.
  • FIG. 3A], [Fig. 3B], [Fig. 3C], [Fig. 3D] and [Fig. 3E] are different sectional views of a heat treatment module according to the invention.
  • FIG. 4A is a perspective representation of the IHX, chiller and condenser, seen from above.
  • FIG. 4B is a perspective representation of the IHX, chiller and condenser, seen from below.
  • FIG. 5A is a perspective representation of the flange, showing the external face of said flange.
  • FIG. 5B is a perspective representation of the flange, showing the internal face of said flange.
  • FIG. 6 is a perspective representation of a connecting piece suitable for attachment to the flange.
  • the heat transfer fluid loop 102i is used for heat exchange with an air flow sent into the passenger compartment of the vehicle, for example by being connected to the radiator 110 of said passenger compartment for its heating.
  • the heat transfer fluid loop 1022 allows heat exchange with one or more components 111 of the vehicle's powertrain for their cooling or heat recovery, for example with the electronic part of said chain (or PEEM for the English acronym for Power Electronics and Electric Machinery), with the engine and/or with the batteries.
  • the heat transfer fluid circulating in the loop 102i and that circulating in 1022 are not the same.

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Abstract

L'invention concerne un module de traitement thermique pour véhicule comprenant: - un empilement de plaques (P) définissant: - un échangeur thermique (6), - un condenseur (2), - un échangeur de chaleur interne (4) définissant une embase commune à l'échangeur thermique et au condenseur, - des premières connectiques (2'e, 2's, 6'e, 6's) pour l'entrée et la sortie de fluide caloporteur et des deuxièmes connectiques pour l'entrée et la sortie de fluide réfrigérant, caractérisé en ce que les premières connectiques sont installées sur une plaque de fermeture (41) de l'échangeur de chaleur interne, laquelle plaque de fermeture définie une première face d'extrémité dudit module.

Description

Description
Titre : Module et système de traitement thermique pour véhicule
Domaine technique
[1] L’invention a pour objet un module de traitement thermique pour véhicule ainsi qu’un système de traitement thermique comprenant un tel module.
[2] L'invention se rapporte au domaine technique du traitement thermique de fluide au sein d’un véhicule par des échangeurs à plaques. Le véhicule est préférentiellement un véhicule automobile (voiture, camion, ...), mais de manière plus générale, peut être de type terrestre, maritime ou aérien.
État de la technique
[3] Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’un circuit de fluide réfrigérant et d’au moins un circuit de fluide caloporteur, tous deux utilisés pour participer à un traitement thermique de différentes zones ou différents composants du véhicule. Il est notamment connu d’utiliser le circuit de fluide réfrigérant et/ou le circuit de fluide caloporteur pour traiter thermiquement un flux d’air envoyé dans un habitacle du véhicule équipé d’un tel circuit et/ou pour refroidir des composants de la chaîne de traction du véhicule (batterie, moteur, ...).
[4] Le fluide réfrigérant et le fluide caloporteur circulent habituellement au sein de leur circuit respectif et interagissent entre eux par le biais d’une pluralité d’échangeurs thermiques assurant un échange de calories entre les deux fluides. Afin d’améliorer la compacité du système de traitement thermique, plusieurs de ces échangeurs thermiques peuvent être regroupés en un module de traitement thermique. Les constructeurs automobiles étant dans une optique d’amélioration continuelle de leurs véhicules, un objectif d’amélioration est de regrouper davantage d’éléments du système de traitement thermique au sein des modules de traitement thermique pour réduire la place occupée par ces éléments.
[5] On connaît par le document brevet FR3124248, un module de traitement thermique pour véhicule particulièrement compact et regroupant plusieurs fonctions. Ce module est formé d’un empilement de plaques agencées et configurées pour regrouper plusieurs échangeurs, et notamment : un condenseur pour un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un fluide caloporteur, un échangeur thermique (ou chiller en anglais) pour un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un fluide caloporteur, et un échangeur de chaleur interne (ou IHX pour l’acronyme anglais de Internal Heat Exchanger) pour un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant soumis à deux niveaux différents de température. L’IHX définit une embase commune au chiller et au condenseur.
[6] Ce module de l’état de la technique comprend des connectiques pour l’entrée et la sortie du fluide caloporteur et des connectiques pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant. Les connectiques de fluide caloporteur sont réparties sur une plaque de fermeture de l’IHX, sur une plaque de fermeture du condenseur et sur une plaque de fermeture du chiller.
[7] En pratique, de par cette disposition dispersée des connectiques de fluide caloporteur, leur accès peut s’avérer relativement compliqué, rendant mal aisées les opérations de montage, de maintenance et de réparation, notamment dans un environnement où l'accès à ces connectiques est souvent entravé par des configurations complexes et des espaces réduits.
[8] De plus, le raccordement de ces connectiques à d’autres échangeurs thermiques du système, tels qu’un radiateur ou un élément de climatisation de l’habitacle, du véhicule, nécessite des raccords, conduits ou tubulures externes supplémentaires et/ou relativement longs, réduisant l’espace disponible autour du module.
[9] En outre, dans certains cas d’utilisation, il peut être constaté que les plaques du condenseur et/ou du chiller pouvaient être soumises à un stress thermique important, notamment dû à un gradient thermique élevé entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant circulant dans ces échangeurs, et pouvant conduire à une usure prématurée des plaques.
[10] L’invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients précités. Elle vise notamment à atteindre tout ou partie des objectifs suivants : réduire les coûts et temps opérationnels associés aux phases de montage, de maintenance et de réparation du module de traitement thermique ; prolonger la durée de vie des plaques du condenseur et/ou du chiller. Présentation de l’invention
[11] La solution proposée par l’invention est un module de traitement thermique pour véhicule comprenant :
- un empilement de plaques définissant :
-- un échangeur thermique pour un échange de chaleur entre un fluide réfrigérant et un fluide caloporteur,
-- un condenseur pour un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un fluide caloporteur,
-- un échangeur de chaleur interne pour un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant soumis à deux niveaux différents de température, lequel échangeur de chaleur interne définit une embase commune à l’échangeur thermique et au condenseur,
- des premières connectiques pour l’entrée et la sortie de fluide caloporteur et des deuxièmes connectiques pour l’entrée et la sortie de fluide réfrigérant, et dans lequel les premières connectiques sont installées sur une plaque de fermeture de l’échangeur de chaleur interne, laquelle plaque de fermeture définie une première face d’extrémité dudit module.
[12] Au lieu de devoir intervenir sur plusieurs connectiques dispersées, les opérateurs peuvent maintenant se concentrer sur un seul emplacement. Ce regroupement et cette centralisation des premières connectiques de fluide caloporteur au niveau de l’IHX permettent donc de simplifier les opérations d’assemblage, de maintenance et de réparation du module.
[13] De plus, il s’avère que le raccordement de ces premières connectiques aux autres échangeurs thermiques du système, peut être effectué en réduisant le nombre et/ou la longueur des raccords, conduits ou tubulures externes, libérant de fait de l’espace disponible autour du module, ce qui est un avantage particulièrement recherché dans les environnements où l'espace est limité, comme dans les compartiments moteurs des véhicules. Une autre conséquence appréciable est que les pertes de charge sont réduites dans ce réseau de raccordement externe.
[14] En outre, le fluide caloporteur traverse maintenant l'IHX qui agit comme un médiateur thermique régulant la température dudit fluide avant sa circulation dans le condenseur et dans le chiller. La portion de circulation dans l’IHX permet ainsi de contrôler le gradient thermique entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant circulant dans ces échangeurs, dans le but de réduire les risques de stress thermiques susceptibles d’affecter leur intégrité physique. Le positionnement des premières connectiques de fluide caloporteur au niveau de l’IHX permet d’assurer le meilleur compromis entre, d’une par le rendement thermique global du module, et d’autre par la préservation de l’intégrité physique du condenseur et du chiller.
[15] D’autres caractéristiques avantageuses de l’invention sont listées ci-dessous. Chacune de ces caractéristiques peut être considérée seule ou en combinaison avec les caractéristiques remarquables définies ci-dessus. Chacune de ces caractéristiques contribue, le cas échéant, à la résolution de problèmes techniques spécifiques définis plus avant dans la description et auxquels ne participent pas nécessairement les autres caractéristiques définies ci-dessus.
Les caractéristiques suivantes peuvent ainsi faire l’objet, le cas échéant, d’une ou plusieurs demandes de brevet divisionnaires :
[16] Selon un mode de réalisation, les premières connectiques sont alignées le long d’un bord de la plaque de fermeture, préférentiellement au-dessus du condenseur.
[17] Selon un mode de réalisation, des conduits fixés sur la plaque de fermeture de l’échangeur de chaleur interne mettent en communication fluidique des premières connectiques pour l’entrée et la sortie de fluide caloporteur dans l’échangeur thermique avec des orifices de circulation conformés dans ladite plaque de fermeture, lesquels conduits présentent de préférence une section transversale concave, préférentiellement en U, qui est obturée par ladite plaque fermeture.
[18] Selon un mode de réalisation, des deuxièmes connectiques pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant soumis à un premier niveau de température dans l’échangeur de chaleur interne sont installées sur une plaque de fermeture dudit échangeur.
[19] Selon un mode de réalisation, des deuxièmes connectiques pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant soumis à un deuxième niveau de température dans l’échangeur de chaleur interne et une deuxième connectique pour l’entrée du fluide réfrigérant dans l’échangeur thermique sont installées sur une plaque de fermeture dudit échangeur thermique, laquelle plaque de fermeture définie une deuxième face d’extrémité dudit module qui est opposée à la première face d’extrémité.
[20] Selon un mode de réalisation, les deuxièmes connectiques pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant soumis au deuxième niveau de température dans l’échangeur de chaleur interne et la deuxième connectique pour l’entrée du fluide réfrigérant dans l’échangeur thermique, sont installées sur une bride d’adaptation (8) rapportée sur la plaque de fermeture dudit échangeur thermique.
[21] Selon un mode de réalisation, un organe de détente est associé à la deuxième connectique d’entrée du fluide réfrigérant dans l’échangeur thermique, lequel organe est fixé sur la bride d’adaptation.
[22] Selon un mode de réalisation : - une plaque de fermeture de l’échangeur thermique présente une première ouverture débouchant dans un collecteur défini dans l’empilement de plaques pour l’évacuation du fluide réfrigérant dudit échangeur thermique, et une deuxième ouverture débouchant dans un collecteur défini dans l’empilement de plaques pour l’arrivée du fluide réfrigérant dans l’échangeur de chaleur interne ; - une bride d’adaptation supportant des connectiques d’entrée et de sortie de fluide réfrigérant est rapportée sur ladite plaque de fermeture, laquelle bride est configurée pour mettre en communication fluidique la première ouverture et la deuxième ouverture.
[23] Selon un mode de réalisation, le module comporte en outre une bouteille dessiccante installée contre une paroi de côté du condenseur, ladite bouteille présentant un axe longitudinal, laquelle bouteille est installée de manière à ce que ledit axe longitudinal soit parallèle à ladite paroi de côté et perpendiculaire à une direction d’empilement des plaques.
[24] Un autre aspect de l’invention concerne un système de traitement thermique d’un véhicule, lequel système comprend un module de traitement thermique conforme à l’une des caratéristiques précédentes.
Brève description des figures [25] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront mieux à la lecture de la description des modes de réalisation qui vont suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d’exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :
[Fig. 1] schématise un exemple d’un système de traitement thermique pour véhicule automobile, comportant un module de traitement thermique selon l’invention.
[Fig. 2A] est une représentation en perspective d’un module de traitement thermique selon l’invention, vu depuis une première face (dite vue de dessus).
[Fig. 2B] illustre le module de traitement thermique de la figure 2A, vu depuis une deuxième face (dite vue de dessous) opposée à la première face.
[Fig. 3A], [Fig. 3B], [Fig. 3C], [Fig. 3D] et [Fig. 3E] sont différentes vues en coupe d’un module de traitement thermique selon l’invention.
[Fig. 4A] est une représentation en perspective de l’IHX, du chiller et du condenseur, vus de dessus.
[Fig. 4B] est une représentation en perspective de l’IHX, du chiller et du condenseur, vus de dessous.
[Fig. 5A] est une représentation en perspective de la bride, montrant la face externe de ladite bride.
[Fig. 5B] est une représentation en perspective de la bride, montrant la face interne de ladite bride.
[Fig. 6] est une représentation en perspective d’une pièce de connexion apte à se fixer sur la bride.
Description des modes de réalisation
[26] Pour éventuellement compléter leur définition courante, les précisions suivantes sont apportées à certains termes utilisés dans les revendications et la description :
- Tel qu’utilisé ici, sauf indication contraire, l’éventuelle utilisation des adjectifs ordinaux « premier », « deuxième >>, etc., pour décrire un objet indique simplement que différentes occurrences d’objets similaires sont mentionnées et n’implique pas que les objets ainsi décrits doivent être dans une séquence donnée, que ce soit dans le temps, dans l'espace, dans un classement ou de toute autre manière. - « X et/ou Y » signifie : X seul ou Y seul ou X+Y.
- D'une manière générale, on appréciera que sur les différents dessins annexés, les objets sont arbitrairement dessinés pour faciliter leur lecture.
[27] La figure 1 représente un système de traitement thermique 100 de type pompe à chaleur, pour véhicule automobile. Ce système comporte une première boucle de fluide réfrigérant 101 , représentée en trait plein, dans laquelle circule un fluide réfrigérant (ex : R134a, R1234yf, R290, R744), et une ou plusieurs boucles de fluide caloporteur 102i , 1022, représentées en trait pointillés, dans laquelle circule un fluide caloporteur (ex : eau glycolée, fluide diélectrique).
[28] La première boucle de fluide réfrigérant 101 comporte, dans le sens de circulation du fluide réfrigérant : un compresseur 1 , un condenseur 2, une bouteille dessicante 3, un échangeur de chaleur interne 4 ou IHX (pour l’acronyme anglais de Internal Heat Exchanger), un organe de détente 5, et un échangeur de chaleur thermique 6 de type évaporateur à eau, ou chiller en anglais.
[29] Le condenseur 2 est préférentiellement un condenseur à eau ou WCDS (pour l’acronyme anglais de Water Cooled Condenser). Il s’agit d’un échangeur de chaleur bifluide, disposé en aval du compresseur 1 , et configuré pour extraire de la chaleur du fluide réfrigérant qui se condense, et la transférer au fluide caloporteur circulant dans la boucle fluide caloporteur 102i. Le condenseur 2 présente une entrée 2e et une sortie 2s du fluide réfrigérant, et une entrée 2’e et une sortie 2’s du fluide caloporteur. L’entrée 2e est connectée fluidiquement à la sortie 1 s du compresseur 1 . La circulation des fluides réfrigérant et caloporteur est préférentiellement à contre-courant pour optimiser les échanges.
[30] La bouteille dessicante 3 est configurée pour retirer une fraction gazeuse du fluide réfrigérant qui n’a pas été condensée dans le condenseur 2. La bouteille dessicante 3 est disposée entre le condenseur 2 et l’IHX 4. Plus particulièrement, la bouteille dessicante 3 comprend une entrée 3e connectée fluidiquement à la sortie 2s du condenseur 2 et une sortie 3s connectée fluidiquement à une entrée 4e de l’IHX 4.
[31 ] L’IHX 4 est configuré pour un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant soumis à deux niveaux différents de température. L’IHX comprend à cet effet deux étages d’échange thermique. L’IHX 4 permet notamment de refroidir le fluide réfrigérant par échange de chaleur entre le fluide réfrigérant haute température et haute pression issu du condenseur 2 et le fluide réfrigérant basse température et basse pression provenant du chiller 6. Côté haute température, l’IHX 4 présente une entrée 4e connectée fluidiquement à la sortie 3s de la bouteille dessicante 3, et une sortie 4s connectée fluidiquement à l’organe de détente 5. Côté basse température, il présente une entrée 40e connectée fluidiquement à la sortie 6s du chiller 6, et une sortie 40s connectée fluidiquement à l’entrée 1e du compresseur 1.
[32] L’organe de détente 5 est par exemple du type détendeur EXV (pour l’acronyme anglais de Electronic expansion Valve). Il est configuré pour détendre le fluide réfrigérant haute pression à un premier niveau de pression (basse pression), cette diminution de pression s’accompagnant d’une diminution de la température. Cet organe de détente assure une connexion fluidique entre l’IHX 4 et le chiller 6. Il présente notamment une entrée 5e connectée fluidiquement à la sortie 4s de l’IHX 4 et une sortie 5s connectée fluidiquement à l’entrée 6e du chiller 6.
[33] Le chiller 6 est configuré pour extraire de la chaleur du fluide caloporteur circulant dans la boucle de fluide caloporteur 1022 et la transférer au fluide réfrigérant. Côté fluide réfrigérant, il présente une entrée 6e associée à l’organe de détente 5 et une sortie 6s connectée fluidiquement à l’entrée 40e de l’IHX 4. Le chiller 6 présente également une entrée 6’e et une sortie 6’s du fluide caloporteur. La circulation des fluides réfrigérant et caloporteur est préférentiellement à contre-courant pour optimiser les échanges.
[34] Selon un mode de réalisation, la boucle de fluide caloporteur 102i est utilisée pour un échange de chaleur avec un flux d’air envoyé dans l’habitacle du véhicule, en étant par exemple connectée au radiateur 110 dudit habitacle pour son chauffage. Et la boucle de fluide caloporteur 1022 permet un échange de chaleur avec un ou plusieurs composants 111 de la chaîne de traction du véhicule pour leur refroidissement ou la récupération de la chaleur, par exemple avec la partie électronique de ladite chaîne (ou PEEM pour l’acronyme anglais de Power Electronics and Electric Machinery), avec le moteur et/ou avec les batteries. Selon un mode préféré de réalisation, le fluide caloporteur circulant dans la boucle102i et celui circulant dans 1022 ne sont pas les mêmes.
[35] Dans le système de la figure 1 , une partie du fluide réfrigérant sortant de l’étage haute température de l’IHX 4 par la sortie 4s, traverse également un autre échangeur de chaleur 112 permettant d’opérer un échange de chaleur entre ledit fluide réfrigérant et un flux d’air, par exemple un flux d’air intérieur pour le chauffage de l’habitacle du véhicule. Le fluide réfrigérant est détendu en amont de cet échangeur pour diminuer sa température. Cette détente est effectuée au moyen d’un organe de détente 7 du type décrit précédemment. Le fluide réfrigérant sortant de cet échangeur 112 retourne ensuite dans l’étage basse température de l’IHX 4 et/ou circule vers un échangeur de chaleur supplémentaire 113. Ce dernier peut par exemple être placé au sein du véhicule de manière à être traversé par un flux d’air extérieur, par exemple au niveau d’une face avant du véhicule. Cet échangeur supplémentaire 113 peut se comporter comme un condenseur ou comme un évaporateur en fonction d’un mode de fonctionnement du système de traitement thermique. Le fluide réfrigérant sortant de cet échangeur supplémentaire 113 retourne ensuite dans l’étage basse température de l’IHX 4.
[36] On constate donc que l’étage basse température de l’IHX 4 est alimenté par le fluide réfrigérant provenant du chiller 6, par le fluide réfrigérant provenant de l’échangeur 112, et par le fluide réfrigérant provenant de l’échangeur supplémentaire 113. Selon un mode de réalisation, le module de traitement thermique 10 vise à intégrer ce raccordement multivoie au niveau de l’entrée 40e de l’IHX 4.
[37] En se rapportant aux figures 2A et 2B, le module 10 est formé d’un empilement de plaques P (représentées partiellement sur la figure 2A par souci de clarté) définissant le condenseur 2, l’IHX 4 et le chiller 6. Ces plaques définissent entre elles des collecteurs et des passes de circulation de fluide pour chacun de ces échangeurs. Le module 10 est ainsi de type multifonction, c’est-à- dire qu’il réalise trois fonctions distinctes d’échange de chaleur et convient pour être intégré dans un système du type illustré sur la figure 1 . [38] Les plaques P peuvent être communes aux différents échangeurs ou être dédiées à un échangeur seulement. Les différents échangeurs 2, 4, 6 sont dans ce cas rapportés et assemblés entre eux.
[39] Les plaques P sont empilées selon un axe d’empilement A qui est perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire aux plans des plaques P. Ces plaques P sont par exemple de pourtour rectangulaire et réalisées par emboutissage de tôle. Elles sont notamment configurées et agencées pour former des passes pour la circulation de fluide et comprennent avantageusement des corrugations ou éléments de perturbation de l’écoulement de fluide pour améliorer les transferts thermiques. Ces plaques P étant connues de la personne du métier, elles ne seront pas décrites plus en détail.
[40] L’IHX 4 défini une embase commune au condenseur 2 et au chiller 6. Grâce à cet agencement, le module 10 est particulièrement compact et les collecteurs de fluide définis à l’intérieur dudit module peuvent être conformés pour minimiser les coudes, les changements de direction ou les intersections susceptibles d’augmenter les pertes de charge. Comme expliqué plus avant dans la description, cette disposition permet en outre d’agencer les différentes connectiques d’entrée et de sortie de fluide pour limiter le nombre et/ou la longueur des raccords ou tubulures externes et pour optimiser l’espace dans et autour du module 10.
[41] Le condenseur 2 et le chiller 6 comprennent chacun une première plaque terminale 21 , 61 correspondants à des plaques de fermeture desdits échangeurs. Autrement dit, ces plaques 21 et 61 viennent refermer respectivement le condenseur 2 et le chiller 6 au niveau de leur extrémité opposée à l’IHX 4. L’IHX 4 comprend également des plaques de fermeture 41 , 42 venant refermer les extrémités dudit IHX.
[42] Selon un mode de réalisation, la plaque de fermeture 42 de l’IHX 4 qui est en regard du condenseur 2 et du chiller 6, sert également de plaque de fermeture commune à ces échangeurs. En d’autres termes, la plaque de fermeture 42 vient refermer le condenseur 2 et le chiller 6 au niveau de leur extrémité adjacente à l’IHX 4. Cette solution présente l’avantage de simplifier la conception du module
10 et de réduire le nombre de plaques. [43] Selon une variante de réalisation, le condenseur 2 et le chiller 6 comprennent chacun une deuxième plaque de fermeture 22, 62 venant refermer lesdits échangeurs au niveau de leur extrémité adjacente à l’IHX 4. Les plaques de fermeture 22, 62 sont alors adjacentes à la plaque de fermeture 42. Cette solution présente l’avantage de pouvoir former séparément l’IHX 4, le condenseur 2 et le chiller 6 et de les assembler ultérieurement.
[44] En tout état de cause, la plaque de fermeture 41 de l’IHX 4 définie une première face d’extrémité du module 10 et les plaques de fermetures 21 du condenseur 2 et 61 du chiller 6 définissent des deuxièmes faces d’extrémité opposées à ladite première face.
[45] Des connectiques pour l’entrée/sortie des fluides sont agencées au niveau des différentes plaques de fermeture. Par souci de simplification et de compréhension, les connectiques installées sur le module 10 portent les mêmes références que les entrées/sorties des différents échangeurs 2, 4, 6 et autres composants 3, 5 illustrés sur la figure 1 , dans la mesure où ces connectiques sont associées auxdites entrées/sorties. Toutefois, la référence 40e sur la figure 1 , devient 40ie et 402e sur les autres figures. Ces connectiques peuvent se présenter sous la forme de raccords, de conduits, de tubulures, de valves, et de manière plus générale sous la forme de tous moyens, éléments ou organes permettant une connexion fluidique entre lesdites entrées/sorties et les collecteurs de fluide conformés dans le module 10.
[46] Dans la suite de la description, les connectiques d’entrée/sortie de fluide caloporteur sont désignées par « premières connectiques » et les connectiques d’entrée/sortie de fluide réfrigérant sont désignées par « deuxièmes connectiques ». Les premières connectiques comprennent : les connectiques d’entrée 2’e et de sortie 2’s de fluide caloporteur dans le condenseur 2 et les connectiques d’entrée 6’e et de sortie 6’s de fluide caloporteur dans le chiller 6. Les deuxièmes connectiques comprennent : les connectiques d’entrée 2e et de sortie 2s de fluide réfrigérant dans le condenseur 2, les connectiques d’entrée 4e et de sortie 4s de fluide réfrigérant dans l’étage haute température de l’IHX 4, les connectiques d’entrée 40ie, 402e et de sortie 40s de fluide réfrigérant dans l’étage basse température dudit IHX, et les connectiques d’entrée 6e et de sortie 6s de fluide réfrigérant dans le chiller 6. [47] Conformément à l’invention, et en se rapportant notamment à la figure 2A, l’ensemble des premières connectiques de fluide caloporteur 2’e, 2’s, 6’e, 6’s sont regroupées et centralisées sur la plaque de fermeture 41 de l’IHX 4, ce qui facilite leur montage et les opérations de maintenance. Elles sont préférentiellement alignées le long d’un bord de la plaque de fermeture 41 , ce qui tend à faciliter leur accès et permet en outre de laisser libre une partie de ladite plaque et l’espace qui l’entoure, pour autoriser l’installation d’autres composants du système dans cet espace et/ou améliorer leur accessibilité. Selon un mode de réalisation, les premières connectiques 2’e, 2’s, 6’e, 6’s sont disposées au- dessus du condenseur 2. Cette disposition permet de minimiser la longueur des collecteurs de fluide caloporteur entre l’IHX 4 et le condenseur 2, contribuant de fait à réduire les pertes de chaleur.
[48] Sur les figures annexées, la plaque de fermeture 41 comprend également les connectiques d’entrée 4e et de sortie 4s du fluide réfrigérant dans l’étage haute température de l’IHX. Plus particulièrement, l’une et/ou l’autre de ces connectiques 4e, 4s sont alignées avec les premières connectiques 2’e, 2’s, 6’e, 6’s, pour faciliter leur accès et pour ne pas encombrer davantage la plaque de fermeture 41 , optimisant ainsi l’étendue de la partie libre de celle-ci.
[49] La plaque de fermeture 21 du condenseur 2 comprend les connectiques d’entrée 2e et de sortie 2s du fluide réfrigérant dans ledit condenseur.
[50] La plaque de fermeture 61 du chiller 6 comprend quant à elle une bride d’adaptation 8 supportant des connectiques d’entrée 40ie, 402e et de sortie 40s de fluide réfrigérant. Selon un mode préféré de réalisation, l’organe de détente 5 est également porté par la bride 8. Cette bride 8 est décrite plus en détail dans la suite de la description.
[51 ] En se rapportant aux figures 3A, 3B et 3C, des collecteurs sont définis dans l’empilement de plaques P pour la circulation de fluide à l’intérieur du module 10.
[52] En particulier, l’IHX 4 présente un collecteur C1 pour l’arrivée du fluide réfrigérant dans l’étage haute température et un collecteur C2 pour l’évacuation dudit fluide dudit étage. Ces deux collecteurs C1 , C2 s’étendent de manière rectiligne dans la hauteur de l’IHX 4 et débouchent respectivement au niveau d’une ouverture 01 et d’une ouverture 02 réalisées dans la plaque de fermeture 41 de l’IHX 4. Les ouvertures 01 , 02 sont configurées pour recevoir respectivement la connectique 4e et la connectique 4s précitées. Cette disposition particulière des connectiques 4e, 4s permet de réduire la longueur des collecteurs C1 et C2 à l’intérieur du module 10 et les pertes de charge associées. En effet, en agençant ces connectiques 4e, 4s au plus près de l’IHX 4, les collecteurs C1 et C2 sont plus directs et plus courts, éliminant, ou à tout le moins réduisant, la nécessité de faire traverser lesdits collecteurs à travers des sections ou étages supplémentaires et/ou des cheminements de fluide plus sinueux.
[53] L’IHX 4 présente également un collecteur C3 pour l’arrivée du fluide réfrigérant dans l’étage basse température et un collecteur C4 pour l’évacuation dudit fluide dudit étage. Ces deux collecteurs s’étendent de manière rectiligne dans la hauteur de l’IHX 4 et du chiller 6 pour déboucher respectivement au niveau d’une ouverture 03 et d’une ouverture 04 réalisées dans la plaque de fermeture 61 du chiller 6.
[54] Le condenseur 2 présente un collecteur C5 pour l’évacuation du fluide réfrigérant dudit condenseur. Ce collecteur s’étend de manière rectiligne dans la hauteur du condenseur 2 pour déboucher au niveau d’une ouverture 05 réalisées dans la plaque de fermeture 21 dudit condenseur. Cette ouverture 05 est configurée pour recevoir la connectique 2s. La plaque de fermeture 21 comprend également une ouverture 012 pour l’entrée du fluide réfrigérant dans le condenseur 2. Cette ouverture 012 peut déboucher dans l’empilement de plaque du condenseur 2 ou dans un collecteur défini dans cet empilement. Ce positionnement permet de regrouper d’un même côté du module 10 plusieurs connectiques dédiées au fluide réfrigérant, ce qui facilite le montage et les opérations de maintenance.
[55] Le chiller 6 présente un collecteur C6 et un collecteur C7 pour respectivement l’arrivée et l’évacuation du fluide réfrigérant dans ledit chiller. Ces deux collecteurs s’étendent de manière rectiligne dans la hauteur du chiller 6 pour déboucher respectivement au niveau d’une ouverture 06 et d’une ouverture 07 réalisées dans la plaque de fermeture 61 dudit chiller. [56] Concernant le fluide caloporteur, le condenseur 2 présente un collecteur C8 et un collecteur C9 pour respectivement l’arrivée et l’évacuation du fluide caloporteur dans ledit condenseur. Ils s’étendent de manière rectiligne dans la hauteur de l’IHX 4 et du condenseur 2 pour déboucher respectivement au niveau d’une ouverture 08 et d’une ouverture 09 réalisées dans la plaque de fermeture 41 de l’IHX 4. Les ouvertures 08, 09 sont configurées pour recevoir respectivement la connectique 2’e et la connectique 2’s précitées.
[57] Le chiller 6 présente un collecteur C10 et un collecteur C11 pour respectivement l’arrivée et l’évacuation du fluide caloporteur dans ledit chiller. Ces collecteurs s’étendent de manière rectiligne dans la hauteur de l’IHX 4 et du chiller 6 pour déboucher respectivement au niveau d’une ouverture 010 et d’une ouverture 011 réalisées dans la plaque de fermeture 41 dudit IHX.
[58] Les connectiques d’entrée 6’e et de sortie 6’s de fluide caloporteur sont en communication fluidique avec respectivement les collecteurs C10 et C11 , au travers des ouvertures 010 et 011 . En se rapportant notamment à la figure 3A, les connectiques 6’e et 6’s sont décalées des ouvertures 010 et 011 . Les ouvertures 010 et 011 sont situées au-dessus du chiller 6, tandis que les connectiques 6’e et 6’s sont situées au-dessus du condenseur 2. Le raccordement fluidique entre les connectiques 6’e et 6’s et les ouvertures 010 et 011 est avantageusement effectué au moyen de conduits 600 fixés sur la plaque de fermeture 41 , ce qui évite de conformer des chemins de circulation de fluide à l’intérieur de l’IHX 4. Ces conduits 600 présentent une section transversale concave, préférentiellement en U, qui est obturée par la plaque 41 , de sorte que l’encombrement desdits conduits est minimisé en termes de hauteur et qu’il n’est pas nécessaire d’utiliser des pièces supplémentaires de fermeture.
[59] De par le positionnement des premières connectiques sur la plaque de fermeture 41 de l’IHX 4, les collecteurs de fluide caloporteurs C8, C9, C10 et C11 ont chacun une portion qui s’étend dans la hauteur de l’IHX 4. Il en résulte qu’avant de pénétrer dans le condenseur 2, respectivement dans le chiller 6, le fluide caloporteur traverse l’IHX 4, celui-ci agissant comme un médiateur thermique régulant la température dudit fluide. La portion de circulation dans l’IHX 4 permet ainsi de préchauffer le fluide caloporteur pour abaisser le gradient thermique entre ledit fluide caloporteur et le fluide réfrigérant circulant dans le condenseur 2, respectivement dans le chiller 6. Les risques de stress thermiques susceptibles d’affecter l’intégrité physique des échangeurs 2, 6 sont alors réduits. Ce contrôle du gradient thermique tend à dégrader très légèrement l’efficacité des échanges thermiques dans le condenseur 2 et dans le chiller 4. Toutefois, en ressortant du condenseur 2, respectivement du chiller 6, le fluide caloporteur traverse à nouveau l’IHX 4 dans lequel il est surchauffé, de sorte que le rendement thermique global du module 10 reste excellent. En définitive, le positionnement des premières connectiques sur l’IHX 4 permet d’assurer le meilleur compromis entre, d’une par le rendement thermique global du module 10, et d’autre par la préservation de l’intégrité physique du condenseur 2 et du chiller 6.
[60] Les figures 4A et 4B illustrent l’agencement des différentes ouvertures 01 - 011 sur les différentes plaques de fermetures. Les autres ouvertures 030, 040, 090, 0100, 0110 sont d’autres ouvertures réalisées dans les différentes plaques de fermeture 22, 42, 62 pour la communication fluidique des collecteurs C3, C4, C9, C10 et C11 entre l’IHX 4 et le condenseur 2 ou le chiller 6. L’ouverture 012 réalisée dans la plaque de fermeture 61 du condenseur est configurée pour recevoir la connectique 2e précitée. Ces différentes ouvertures sont préférentiellement circulaires, mais peuvent être d’une autre forme (ex : polygonale, ovale, triangulaire ...).
[61] Ceci étant exposé, la plaque de fermeture 61 du chiller 6 présente : une première ouverture 07 débouchant dans le collecteur C7 d’évacuation du fluide réfrigérant dudit chiller, et une deuxième ouverture 03 débouchant dans le collecteur C3 d’arrivée du fluide réfrigérant dans l’étage basse température de l’IHX 4. Du fait de la proximité des deux ouvertures 07, 03 sur la plaque de fermeture 61 , le chemin de circulation du fluide réfrigérant entre les collecteurs C7 et C3 est particulièrement court, de sorte que les pertes de charge associées à cette circulation sont minimisées. En outre, les collecteurs C7 et C3 peuvent être rapprochés dans le module 10 et être optimisés en termes de longueur et de linéarité, ce qui libère de l’espace au sein du module 10 et/ou améliore sa compacité.
[62] Les deux ouvertures 07, 03 sont mises en communication fluidique au moyen de la bride 8, sans qu’il soit nécessaire de prévoir des chemins de circulation supplémentaires internes au module 10, ou des raccords, conduits ou tubulures externes, pour mettre en communications fluidiques les collecteurs C7 et C3. Il en résulte que l'espace interne au module 10 et l’espace externe autour dudit module sont optimisés, ce qui facilite l'accès pour l’installation et la maintenance dudit module.
[63] Sur les figures 5A et 5B, la bride 8 est de forme sensiblement parallélépipédique, et se présente avantageusement sous la forme d’une pièce monobloc. Elle est préférentiellement rigide, par exemple réalisée en acier, en métal de type aluminium, ou en tout autre matériau convenant à la personne du métier.
[64] La bride 8 est configurée pour être fixée contre la face externe de la plaque de fermeture 61 , par vissage, soudage, collage, ou par toute autre moyen ou technique assurant une fixation mécanique stable, écartant tout risque de desserrage ou de déplacement dû notamment aux vibrations du véhicule et/ou aux cycles thermiques.
[65] La face 81 de la bride 8 destinée à se plaquer contre la face externe de la plaque de fermeture 61 est nommée « face interne » et la face 82 opposée à cette face est nommée « face externe ».
[66] Selon un mode de réalisation, un canal 83 est conformé dans l’épaisseur de la bride 8. Ce canal 83 présente une section transversale en U, c’est-à-dire qu’il est ouvert au niveau la face externe 81 . Le canal 83 peut ainsi être obturé par la plaque 61 , sans qu’il soit nécessaire d’utiliser une pièce supplémentaire de fermeture. Pour simplifier la conception, le canal 83 peut par exemple être usiné depuis la face externe 81 . Un ou plusieurs joints peuvent être agencés pour former une étanchéité au fluide entre la bride 8 et la plaque de fermeture 81 , au niveau du canal 83.
[67] La bride 8 est positionnée sur la plaque de fermeture 61 de sorte que les ouvertures 07 et 03 débouchent dans le canal 83. Le canal 83 est ainsi commun à ces deux ouvertures et permet leur mise en communication fluidique. Un dispositif de détrompage peut être prévu sur la bride 8 et/ou sur la plaque de fermeture 61 de manière à garantir la mise en position précise de ladite bride. [68] Pour limiter les pertes de charge dans le canal 83, celui-ci est préférentiellement rectiligne entre les ouvertures 07 et 03 de manière à ce que le cheminement du fluide soit le plus direct possible. En outre, sa largeur et sa profondeur correspondent avantageusement au diamètre desdites ouvertures.
[69] Comme indiqué précédemment en référence à la figure 1 , l’étage basse température de l’IHX 4 peut également être alimenté par le fluide réfrigérant provenant de l’échangeur 112 et/ou provenant de l’échangeur supplémentaire 113. Aussi, selon un mode de réalisation, la bride 8 supporte une première connectique d’entrée 40ie et éventuellement une deuxième connectique 402e de fluide réfrigérant dans l’étage basse température de l’IHX 4. Ces connectiques 40ie, 402e sont configurées pour être connectée fluidiquement respectivement à la sortie de l’échangeur 112 et à la sortie de l’échangeur supplémentaire 113, par exemple au moyen de raccords ou de tubulures. Elles sont avantageusement installées sur la face externe 82 de la bride 8. Celle-ci est alors configurée pour mettre en communication fluidique la première connectique 40ie et, le cas échéant, la deuxième connectique 402e avec les ouvertures 07 et 03. Pour simplifier la conception et améliorer la compacité de la bride 8, les connectiques 40ie, 402e débouchent dans le canal commun 83.
[70] Selon un mode de réalisation, la bride 8 supporte également la connectique 40s d’évacuation du fluide réfrigérant de l’étage basse température de l’IHX 4, qui est avantageusement installée sur la face externe 82 de ladite bride. La bride 8 est configurée pour mettre en communication fluidique la connectique 40s avec l’ouverture 04 précitée. Pour simplifier la conception et améliorer la compacité de la bride 8, la connectique 40s est coaxiale à l’ouverture 04 et débouche directement dans celle-ci.
[71] Selon un mode de réalisation, la bride 8 supporte encore la connectique 6e d’entrée du fluide réfrigérant dans le chiller 6, qui est avantageusement installée sur la face externe 82 de ladite bride. La bride 8 est configurée pour mettre en communication fluidique la connectique 6e avec l’ouverture 06 précitée. Pour simplifier la conception et améliorer la compacité de la bride 8, la connectique 6e est coaxiale à l’ouverture 06 et débouche directement dans celle-ci. [72] La bride 8 est ainsi multifonctionnelle dans la mesure où elle sert non seulement de moyen de mise en communication fluidique entre le chiller 6 et l’IHX 4, mais également de connectique multivoie pour l’entrée basse température de l’IHX et encore de support groupé pour les connectiques 40ie, 402e, 40s et 6e. Cette bride multifonction permet ainsi de réduire le nombre de composants nécessaires au fonctionnement du module 10 et simplifie sa conception, dans la mesure où elle réduit la nécessité de conduites externes supplémentaires ou de composants dispersés. L’assemblage du module 10 est alors plus rapide et moins susceptible aux erreurs de montage. De plus, en regroupant les connectiques 40ie, 402e, 40s et 6e sur la bride 8, on dispose d’un accès centralisé, de sorte qu’en cas de défaillance, il suffit simplement d’ôter la bride pour intervenir sur ces connectiques, sans avoir à démonter l’ensemble du module 10.
[73] Selon un mode de réalisation, la connectique 6e d’entrée du fluide réfrigérant dans le chiller 6 et la connectique d’entrée 402e du fluide réfrigérant dans l’IHX 4 sont regroupées sur une pièce 9 fixée sur la bride 8. Sur la figure 6, cette pièce 9 est de forme parallélépipédique et monobloc. Elle est rigide, par exemple réalisée en acier, en métal de type aluminium, ou en tout autre matériau convenant à la personne du métier. La pièce 9 permet notamment de renforcer la robustesse de la bride 8. Sa conception monobloc simplifie en outre les étapes d'assemblage et de maintenance du module 10. En particulier, en cas de défaillance de la connectique 6e et/ou de la connectique 402e, seule la pièce 9 est à ôter, sans avoir à démonter la bride 8. Elle est configurée pour être fixée contre la face externe 82 de la bride 8, par vissage, soudage, collage, ou par tout autre moyen ou technique assurant une fixation mécanique stable.
[74] La pièce 9 présente sur sa face destinée à se fixer sur la bride 8 des raccords femelles, respectivement mâles, 60e, 4002e configurés pour se connecter à des raccords mâles, respectivement femelles, aménagés sur ladite bride (correspondant aux connectiques 6e, 402e de la figure 5A). Des joints d’étanchéités sont avantageusement prévus au niveau de ces raccords. Les raccords 60e, 4002e débouchent respectivement sur deux faces distinctes de la pièce 9, au niveau des connectiques 6e et 402e. L'agencement sur deux faces distinctes des connectiques 6e et 402e facilite leur accès et permet de les distinguer plus clairement.
[75] Pour simplifier l’assemblage et améliorer la compacité du module 10, l’organe de détente 5 associé à la connectique 6e est avantageusement fixée sur la pièce 9, en amont de ladite connectique. En étant ainsi déporté de la bride 8, l’organe de détente 5 n’entrave pas l’accès aux autres connectiques supportées par ladite bride. Il peut notamment être installé aisément sur une grande de face de la pièce 9 sur laquelle débouche la connectique 6e. Dans le cas où la bride 8 ne supporte pas la pièce 9, l’organe de détente 5 peut toutefois être directement fixé sur ladite bride.
[76] Selon une variante de réalisation, la connectique 6e d’entrée du fluide réfrigérant dans le chiller 6 et la connectique d’entrée 402e du fluide réfrigérant dans l’IHX 4 sont deux éléments distincts installés sur la bride 8.
[77] Selon un mode de réalisation illustrée notamment par la figure 2B, la hauteur du condenseur 2 est supérieure à celle du chiller 6, de sorte que le module 10 présente un décroché au niveau dudit chiller. Ce décroché permet d’absorber tout ou partie de l’encombrement de la bride 8, et le cas échéant de la pièce 9, installée sur la plaque de fermeture 61 , de sorte que le module 10 reste particulièrement compact. En outre, la surface totale disponible pour le transfert de chaleur dans le condenseur 2 est maximisée.
[78] Sur les figures 2A, 2B, 3A, 3B et 3C, la bouteille dessiccante 3 est installée contre une paroi de côté du condenseur 2. Pour optimiser la compacité du module 10, la bouteille 3 est installée de manière à ce que son axe longitudinal soit parallèle à la paroi de côté - ou au plan de ladite paroi - du condenseur 2 et perpendiculaire à la direction d’empilement A des plaques P. Cette compacité est encore améliorée lorsque la longueur de la bouteille 3 est inférieure ou égale à la longueur de la paroi de côté du condenseur 2.
[79] Dans cet agencement, la connectique d’entrée 3e de la bouteille 3 est au plus près de la connectique de sortie 2s du condenseur 2 et la connectique de sortie 3s de ladite bouteille est au plus près de la connectique d’entrée 4e de l’IHX 4. Cette proximité de la bouteille 3 avec le condenseur 2 et l’IHX 4 permet de réduire la longueur des conduits ou tubulures 30 de raccord des connectiques 2s-3e et 3s-4e, et de fait les pertes de charge associées, ainsi que les volumes perdus et la quantité de fluide embarqué dans le système 100.
[80] L'agencement simplifié des différents éléments décrits précédemment, notamment des connectiques, simplifie non seulement le raccord de ces connectiques entre elles, mais également les raccords entre ces connectiques et les différents éléments du système 100, notamment le compresseur 1 , et les échangeurs 110, 111 , 112. En particulier, les tuyaux, conduites ou raccords situés à l’extérieur du module 10 et qui relient les connectiques entre elles ou aux différents éléments du système 100, peuvent être plus courts et plus directs, réduisant de fait le nombre de coudes ou de changements de direction susceptibles de complexifier l'assemblage et d’augmenter les pertes de charge. Cette réduction permet là encore de réduire les volumes perdus ainsi que la quantité de fluide embarqué dans le système 100.
[81 ] Cet agencement simplifié favorise également un assemblage plus compact du module 10, ce qui est un atout majeur dans des contextes où l'espace est restreint, tels que les véhicules. En outre, cette simplicité accélère les opérations d’assemblage, de maintenance ou de réparation et réduit le risque d'erreurs, avantages non négligeables dans des environnements de production à grande échelle.
[82] L’agencement des différents éléments et/ou moyens et/ou étapes de l’invention, dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, ne doit pas être compris comme exigeant un tel agencement dans toutes les implémentations. En tout état de cause, on comprendra que diverses modifications peuvent être apportées à ces éléments et/ou moyens et/ou étapes, sans s'écarter de la portée de l’invention.
En outre, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être combinées avec une ou plusieurs autres caractéristiques exposées seulement dans un autre mode de réalisation. De même, une ou plusieurs caractéristiques exposées seulement dans un mode de réalisation peuvent être généralisées aux autres modes de réalisation, même si ce ou ces caractéristiques sont décrites seulement en combinaison avec d’autres caractéristiques. |

Claims

Revendications
[Revendication 1] Module de traitement thermique pour véhicule comprenant :
- un empilement de plaques (P) définissant :
-- un échangeur thermique (6) pour un échange de chaleur entre un fluide réfrigérant et un fluide caloporteur,
-- un condenseur (2) pour un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant et un fluide caloporteur,
-- un échangeur de chaleur interne (4) pour un échange de chaleur entre le fluide réfrigérant soumis à deux niveaux différents de température, lequel échangeur de chaleur interne définit une embase commune à l’échangeur thermique (6) et au condenseur (2),
- des premières connectiques (2’e, 2’s, 6’e, 6’s) pour l’entrée et la sortie de fluide caloporteur et des deuxièmes connectiques (2e, 2s, 4e, 4s, 40ie, 402e, 40s, 6e, 6s) pour l’entrée et la sortie de fluide réfrigérant, caractérisé en ce que les premières connectiques sont installées sur une plaque de fermeture (41 ) de l’échangeur de chaleur interne (4), laquelle plaque de fermeture définie une première face d’extrémité dudit module.
[Revendication 2] Module selon la revendication 1 , dans lequel les premières connectiques (2’e, 2’s, 6’e, 6’s) sont alignées le long d’un bord de la plaque de fermeture (41 ), préférentiellement au-dessus du condenseur (2).
[Revendication 3] Module selon l’une des revendications précédentes, dans lequel des conduits (600) fixés sur la plaque de fermeture (41 ) de l’échangeur de chaleur interne (4) mettent en communication fluidique des premières connectiques (6’e, 6’s) pour l’entrée et la sortie de fluide caloporteur dans l’échangeur thermique (6) avec des orifices de circulation (010, 011 ) conformés dans ladite plaque de fermeture, lesquels conduits présentent de préférence une section transversale concave, préférentiellement en U, qui est obturée par ladite plaque fermeture.
[Revendication 4] Module selon l’une des revendications précédentes, dans lequel des deuxièmes connectiques (4e, 4s) pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant soumis à un premier niveau de température dans l’échangeur de chaleur interne (4) sont installées sur la plaque de fermeture (41 ) dudit l’échangeur.
[Revendication 5] Module selon l’une des revendications précédentes, dans lequel des deuxièmes connectiques (40ie, 402e, 40s) pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant soumis à un deuxième niveau de température dans l’échangeur de chaleur interne (4) et une deuxième connectique (6e) pour l’entrée du fluide réfrigérant dans l’échangeur thermique (6) sont installées sur une plaque de fermeture (61 ) dudit échangeur thermique, laquelle plaque de fermeture définie une deuxième face d’extrémité dudit module qui est opposée à la première face d’extrémité.
[Revendication 6] Module selon la revendication 5, dans lequel les deuxièmes connectiques (40ie, 402e, 40s) pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant soumis au deuxième niveau de température dans l’échangeur de chaleur interne (4) et la deuxième connectique (6e) pour l’entrée du fluide réfrigérant dans l’échangeur thermique (6), sont installées sur une bride d’adaptation (8) rapportée sur la plaque de fermeture (61 ) dudit échangeur thermique.
[Revendication 7] Module selon la revendication 6, dans lequel un organe de détente (5) est associé à la deuxième connectique (6e) d’entrée du fluide réfrigérant dans l’échangeur thermique (6), lequel organe est fixé sur la bride d’adaptation (8).
[Revendication 8] Module selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel :
- une plaque de fermeture (61 ) de l’échangeur thermique (6) présente :
-- une première ouverture (07) débouchant dans un collecteur (C7) défini dans l’empilement de plaques pour l’évacuation du fluide réfrigérant dudit échangeur thermique,
-- une deuxième ouverture (03) débouchant dans un collecteur (C3) défini dans l’empilement de plaques pour l’arrivée du fluide réfrigérant dans l’échangeur de chaleur interne (4),
- une bride d’adaptation (8) supportant des connectiques d’entrée et de sortie de fluide réfrigérant est rapportée sur ladite plaque de fermeture (61 ), laquelle bride est configurée pour mettre en communication fluidique la première ouverture (07) et la deuxième ouverture (03).
[Revendication 9] Module selon l’une des revendications précédentes, comportant en outre une bouteille dessiccante (3) installée contre une paroi de côté du condenseur (2), ladite bouteille présentant un axe longitudinal, laquelle bouteille est installée de manière à ce que ledit axe longitudinal soit parallèle à ladite paroi de côté et perpendiculaire à une direction d’empilement (A) des plaques (P).
[Revendication 10] Système de traitement thermique d’un véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend un module de traitement thermique conforme à l’une des revendications précédentes.
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