Brevet FR2975761A1 — publié le 20121130

PLAQUE D'ABSORPTION POUR CLIMATISEUR La présente invention concerne de manière générale une plaque d'absorption pour climatiseur monté sur un véhicule automobile. II est connu dans l'art antérieur des dispositifs de climatisation par absorption. Par exemple, le document FR 2 941 773 décrit un climatiseur par absorption comprenant des plaques d'absorption dans lesquelles un fluide absorbant, du bromure de lithium circule et absorbe un fluide réfrigérant, de la vapeur d'eau. En contrepartie, ce système présente notamment l'inconvénient de présenter une efficacité limitée par les capacités d'absorption par le fluide absorbant en fluide réfrigérant. En effet, lors de la réaction exothermique d'absorption en surface, le fluide absorbant, du bromure de lithium en contact avec le fluide réfrigérant, de la vapeur d'eau, chauffe et la couche de surface est rapidement saturée en fluide réfrigérant. L'absorption est limitée par la vitesse de transfert vers le coeur du flux de la chaleur dégagée et/ou du fluide réfrigérant. Il en résulte une efficacité globale assez faible du système car la vitesse de transfert (de la chaleur dégagée et du fluide réfrigérant absorbé) en direction du coeur du flux de solution absorbante limite très fortement les capacités d'absorption lors de la traversée de la plaque. Par ailleurs, le document US 4 223 539 décrit un autre type de climatiseur par absorption où le fluide absorbant est projeté sur des tubes réfrigérants où il s'écoule et absorbe le fluide réfrigérant, et la surface de ces tubes comporte des protubérances créant une turbulence de surface. Une telle mise en oeuvre est coûteuse car le procédé de fabrication de protubérances à la surface d'un tube n'est pas aisé à mettre en oeuvre et sa faisabilité à l'échelle industrielle n'est pas démontrée. Part ailleurs, cette mise en oeuvre lie les protubérances à la surface sur laquelle s'écoule le fluide et cela rend difficile toute modification des protubérances ou de la surface. Cela complique aussi l'approvisionnement car la complexité d'un tel composant limite le nombre de fournisseurs. Cette mise en oeuvre n'est donc pas adaptable au domaine automobile où la flexibilité et les coûts sont un paramètre directeur de la conception. Enfin, l'encombrement d'un tel système ne permet pas son intégration dans un véhicule, compte tenu des contraintes géométriques. Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients des documents de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un climatiseur par absorption qui présente un rendement élevé d'absorption et une bonne compacité sans pour autant nécessiter de composants complexes pour sa mise en oeuvre. Pour cela un premier aspect de l'invention concerne une plaque d'absorption de climatiseur pour véhicule, comportant une chambre d'alimentation principale agencée en amont d'au moins une surface d'échange et créant un flux principal de fluide absorbant s'écoulant le long de ladite au moins une surface d'échange, caractérisée en ce que la plaque comporte le long de ladite au moins une surface d'échange au moins un moyen d'alimentation secondaire du flux principal de fluide absorbant. L'invention propose d'améliorer l'efficacité d'absorption par adjonction d'au moins un flux secondaire de fluide absorbant au flux principal, le long de la surface d'échange. Ceci a pour effet de renouveler le fluide absorbant le long de la surface d'échange pour y incorporer du fluide absorbant non saturé. En d'autres termes, après un premier parcours d'absorption exothermique de fluide réfrigérant par augmentation d'une concentration en fluide réfrigérant le long de la surface d'échange et diffusion progressive du fluide réfrigérant et/ou de chaleur vers le coeur du flux principal, du fluide absorbant est ajouté au flux principal. Il en résulte une diminution de la température du fluide absorbant et/ou de la concentration en fluide réfrigérant afin d'augmenter la capacité à absorber du fluide réfrigérant en aval du point d'alimentation secondaire. De manière avantageuse, ledit au moins un moyen d'alimentation secondaire est agencé de telle sorte qu'il provoque un brassage du flux principal de fluide absorbant. Cette mise en oeuvre particulièrement avantageuse utilise le flux secondaire pour opérer un brassage du flux principal. La couche externe du flux principal est en conséquence mixée au reste du flux et en aval du point d'alimentation secondaire, une homogénéisation du flux est opérée, de sorte que la température du fluide absorbant et/ou la concentration en fluide réfrigérant sont à nouveau propices pour une absorption importante de fluide réfrigérant. De manière avantageuse, ledit au moins un moyen d'alimentation secondaire est un moyen d'injection apte à injecter du fluide absorbant supplémentaire dans le flux principal de fluide absorbant. L'alimentation secondaire se fait directement par injection dans le flux principal. Cette mise en oeuvre est économique et efficace à exécuter. De manière avantageuse, ledit moyen d'injection est au moins un tube d'injection. Il est important de limiter en tout point la température du fluide absorbant et/ou la concentration en fluide réfrigérant, et à cet effet, un tel tube d'injection permet d'injecter aux endroits désirés le flux secondaire. De manière avantageuse, ledit au moins un tube d'injection est connecté à la chambre d'alimentation principale. Cette mise en oeuvre est économique car il n'y a pas de circuit spécifique pour créer le flux secondaire, le tube est connecté à la même source d'alimentation que la chambre d'alimentation principale. En alternative de ce premier mode de réalisation, ledit au moins un moyen d'alimentation secondaire est apte à alimenter latéralement le flux principal de fluide absorbant le long de ladite au moins une surface d'échange. Cette autre mise en oeuvre selon l'invention avec l'alimentation secondaire agencée latéralement au flux a pour effet de renouveler le fluide absorbant sur la périphérie de la surface d'échange. L'absorption sera en conséquence améliorée. Avantageusement, ledit au moins un moyen d'alimentation secondaire est connecté avec la chambre d'alimentation principale. Cette mise en oeuvre est économique car il n'y a pas de circuit spécifique pour créer le flux secondaire, l'alimentation latérale est connectée à la même source d'alimentation que la chambre d'alimentation principale. Idéalement, la chambre d'alimentation principale est agencée dans la partie supérieure du cadre, et ledit au moins un moyen d'alimentation secondaire est agencé dans les parties latérales du cadre. Le système est intégré au cadre de la plaque. La fonction est réalisée sans ajout de composant, de sorte que le coût de revient est optimisé en maximisant le nombre de fonction par composants. Un second aspect de l'invention est un climatiseur pour véhicule comprenant au moins une plaque d'absorption selon le premier aspect de l'invention. Un dernier aspect de l'invention est un véhicule automobile comportant au moins un climatiseur selon le deuxième aspect de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente une plaque d'absorption selon l'art antérieur, vue de face; - la figure 2 représente la plaque de la figure 1 en coupe ; - la figure 3 représente une plaque d'absorption selon un premier 25 mode de réalisation de l'invention, vue de face ; - la figure 4, représente la plaque de la figure 3 en coupe ; - la figure 5 représente une plaque d'absorption selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Les figures 1 et 2 représentent une plaque d'absorption telle que celles connues dans l'art antérieur. Deux grilles 30 définissent un conduit dans lequel circule par gravité un flux de fluide absorbant 10, du bromure de lithium par exemple. Un cadre solidarise les grilles 30 et sa partie supérieure 20 comporte un trou d'alimentation et une chambre principale d'alimentation 25 par lesquels entre le fluide absorbant entre les deux plaques. La partie inférieure 40 comporte quant à elle un trou d'évacuation relié au reste du circuit de fluide absorbant. L'écoulement entre les deux plaques est essentiellement laminaire, tel que le montrent les flèches entre les grilles 30 sur la figure 2. La plaque est agencée dans un réservoir contenant une phase vapeur riche en fluide réfrigérant à absorber. Cela peut être de l'eau sous forme de vapeur, par exemple. Au cours de son trajet entre les deux plaques, le bromure de lithium va absorber l'eau au travers des grilles 30, dans sa couche externe. Celle-ci va se charger en eau et sa concentration en eau de la solution saline de bromure de lithium va augmenter, ainsi que sa température. La capacité d'absorption est limitée par la vitesse de transfert en direction du coeur du flux de solution saline du réfrigérant absorbé à la surface de la solution saline et de la chaleur dégagée. Dans le cas d'un flux de bromure de lithium laminaire ou faiblement instable, la chaleur dégagée à la surface et le réfrigérant absorbé diffusent très lentement en direction du coeur du flux de solution saline. Les figures 3 et 4 représentent une plaque selon un premier mode de réalisation de l'invention, où trois tubes d'injection 50, 51 et 52 alimentent le flux principal de bromure de lithium le long de la grille 30. Aux endroits où les flux secondaires sont injectés, des remous sont provoqués, de sorte que le flux devient instable et une homogénéisation de la température et/ou de la concentration en eau dans le bromure de lithium s'opère. La couche externe du flux se mélange dans le reste du flux et la température et/ou la concentration en eau du bromure de lithium baisse dans la zone à proximité de la grille, ce qui permet d'augmenter l'efficacité de l'absorption et du climatiseur. Les tubes 50, 51, 52 sont par exemple positionnés à un quart, à la moitié et aux trois quarts de la hauteur de la grille pour effectuer trois régénérations du flux de fluide absorbant afin de maximiser l'efficacité. Les tubes d'injection 50, 51, 52 sont directement reliés à la chambre principale d'alimentation 25 pour éviter d'ajouter une pompe spécifique d'alimentation en bromure de lithium pour les flux secondaires. Les figures 5 et 6 représentent une plaque selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, où les parois latérales 60 et 61 du cadre alimentent le flux principal de bromure de lithium le long de la grille 30. Le long des ces parois latérales 60 et 61 où les flux secondaires sont injectés, un brassage est provoqué, de sorte que le flux devient instable et une homogénéisation de la température et/ou de la concentration en eau dans le bromure de lithium s'opère. La couche externe du flux se mélange dans le reste du flux et la température et/ou la concentration en eau du bromure de lithium baisse dans la zone à proximité de la grille, ce qui permet d'augmenter l'efficacité de l'absorption et du climatiseur. Les parois latérales 60 et 61 sont directement reliées à la chambre principale d'alimentation 25 pour éviter d'ajouter une pompe spécifique d'alimentation en bromure de lithium pour les flux secondaires. On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En particulier, on peut envisager de multiplier les orifices d'injection sur chaque tube d'injection, de sorte que plusieurs régénérations de fluide absorbant soient effectuées le long d'un même tube d'injection. REVENDICATIONS1. Plaque d'absorption de climatiseur pour véhicule, comportant une chambre d'alimentation principale (25) agencée en amont d'au moins une surface d'échange (30) et créant un flux principal de fluide absorbant (10) s'écoulant le long de ladite au moins une surface d'échange (30), caractérisée en ce que la plaque comporte le long de ladite au moins une surface d'échange (30) au moins un moyen d'alimentation secondaire (50 ; 60) du flux principal de fluide absorbant (10). 2. Plaque d'absorption selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit au moins un moyen d'alimentation secondaire (50 ; 60) est agencé de telle sorte qu'il provoque un brassage du flux principal de fluide absorbant (10). 3. Plaque d'absorption selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit au moins un moyen d'alimentation secondaire (50 ; 60) est un moyen d'injection apte à injecter du fluide absorbant supplémentaire dans le flux principal de fluide absorbant (10). 4. Plaque d'absorption selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit moyen d'injection est au moins un tube d'injection (50, 51, 52). 5. Plaque d'absorption selon la revendication 4, caractérisée en ce 20 que ledit au moins un tube d'injection (50, 51, 52) est connecté à la chambre d'alimentation principale (25). 6. Plaque d'absorption selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que ledit au moins un moyen d'alimentation secondaire (50 ; 60) est apte à alimenter latéralement le flux principal de fluide 25 absorbant (10) le long de ladite au moins une surface d'échange (30). 7. Plaque d'absorption selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit au moins un moyen d'alimentation secondaire est connecté avec la chambre d'alimentation principale (25).- 8. Plaque d'absorption selon la revendication 7, la chambre d'alimentation principale (25) étant agencée dans la partie supérieure d'un cadre entourant la plaque, caractérisée en ce que ledit au moins un moyen d'alimentation secondaire est agencé dans les parties latérales (60, 61) du cadre. 9. Climatiseur pour véhicule comprenant au moins une plaque d'absorption selon l'une des revendications 1 à 8. 10. Véhicule automobile comportant au moins un climatiseur par absorption selon la revendication 9.10