Brevet FR3001796A1 — publié le 20140808

DP-320847/MA AGENCEMENT D'UN CONDENSEUR ET D'UN SOUS-REFROIDISSEUR DE CLIMATISATION DOMAINE TECHNIQUE L'invention est relative à un agencement d'un condenseur et d'un sous-refroidisseur d'un circuit de climatisation. lo ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Dans les modules avant des véhicules sont agencées toutes sortes d'échangeurs thermiques qui, traversés par un flux d'air opposé à l'avancée du véhicule refroidissent des fluides qui refroidissent l'habitacle, le moteur ou bien encore l'air du mélange d'injection. Le nombre des échangeurs va en 15 s'accroissant en même temps que l'espace disponible à l'avant du véhicule est restreint. Le circuit de climatisation de l'habitacle du véhicule comprend un condenseur et un sous-refroidisseur dans lesquels passent en série un fluide caloporteur. Ces deux échangeurs, préalablement agencés dans le module avant n'y trouvent plus leur place dans les véhicules modernes. Il devient important de 20 proposer des agencements d'échangeurs thermiques qui sont à la fois compacts et efficaces RESUME DE L'INVENTION La présente invention résout ces problèmes en proposant un agencement 25 comprenant un condenseur, un receveur-déshumidificateur et un sous-refroidisseur pour un circuit de climatisation automobile. Le condenseur et le sous-refroidisseur étant des échangeurs thermiques à plaques comprenant une pluralité de plaques empilées selon une direction longitudinale et espacées les unes des autres pour que dans deux espaces inter-plaques adjacents puissent 30 circuler deux fluides caloporteurs différents de sorte qu'un échange thermique se produise entre eux. Le condenseur et le sous-refroidisseur forment avantageusement un bloc parallélépipédique compact de sorte qu'il puisse facilement être logé, par exemple dans un le compartiment moteur du véhicule. Cet agencement comprend une 35 première plaque d'extrémité, puis un premier set de plaques formant un condenseur, puis une plaque de séparation, puis un second set de plaques formant un sous-refroidisseur puis une seconde plaque d'extrémité. Un premier canal distributeur et un premier collecteur s'étendent longitudinalement dans le premier set de plaques et étant en connexion de fluide avec des espaces inter-plaques du premier set de sorte à y faire circuler un premier fluide caloporteur, les autres espaces du premier set étant réservés à la circulation d'un autre fluide caloporteur. Un second canal distributeur et d'un second collecteur s'étendent longitudinalement dans le second set de plaques et étant en connexion de fluide avec des espaces inter-plaques dudit second set de sorte à y faire circuler le premier fluide caloporteur, les autres espaces du second set étant réservés à la circulation de l'autre fluide caloporteur. Un troisième canal distributeur et un troisième collecteur s'étendent longitudinalement dans le bloc parallélépipédique et étant en connexion de fluide avec les espaces adjacents à ceux dans lesquelles circulent le premier fluide caloporteur et permettant d'y faire circuler ledit autre fluide caloporteur. Une première canalisation raccorde la sortie du premier collecteur au receveur-déshumidificateur et, une seconde canalisation raccorde le receveur-déshumidificateur à l'entrée du second canal distributeur. Ainsi le premier fluide caloporteur circule successivement dans le condenseur puis dans le receveur-déshumidificateur puis, dans le sous-refroidisseur. Egalement, l'entrée du premier canal distributeur et la sortie du premier collecteur peuvent être agencées sur la première plaque d'extrémité tandis que, l'entrée du second canal distributeur et la sortie du second collecteur sont agencées sur la seconde plaque d'extrémité. Le receveur-déshumidificateur est agencé quant à lui latéralement au bloc parallélépipédique au voisinage de la première plaque d'extrémité, respectivement la seconde, de sorte que la seconde canalisation, respectivement première, contourne le bloc parallélépipédique. Dans un autre mode d'agencement, toutes les entrées et sorties des canaux distributeur et des collecteurs sont agencées sur une seule des deux plaques d'extrémité. Le receveur-déshumidificateur est quant à lui agencé latéralement au bloc parallélépipédique au voisinage de ladite plaque d'extrémité. L'agencement comprend de plus deux conduits qui s'étendent à l'intérieur du bloc parallélépipédique et interconnectent les canalisations avec les canaux distributeurs et les collecteurs. Ainsi, le volume circonscrit de l'agencement est réduit. Plus particulièrement, le receveur-déshumidificateur peut est accolé à ladite plaque d'extrémité et être directement raccordé au premier collecteur et au second canal distributeur. Les première et seconde canalisations sont alors de simple raccords. Par ailleurs, les plaques du premier set et les plaques du second set sont pourvues d'au moins une ouverture au pourtour de laquelle s'élève une paroi tronconique d'axe longitudinal de sorte que lorsque les plaques sont empilées pour former le bloc parallélépipédique les troncs de cônes s'emboitent les uns dans les autres formant un espace cylindrique longitudinal intérieur au bloc parallélépipédique ledit espace cylindrique pouvant notamment constituer un canal distributeur, ou un collecteur. Dans l'espace cylindrique ainsi formé par l'empilement des cônes on peut, selon une alternative de fabrication, agencer une conduite tubulaire renforçant la structure générale. Le receveur-déshumidificateur peut, selon un autre mode de réalisation, être constitué par des plaques spécifiques intercalées entre le premier set et le second set, et non plus par un conteneur extérieur au bloc parallélépipédique. Dans ce mode de réalisation l'agencement comprend le condenseur, le receveur-déshumidificateur et le sous-refroidisseur et demeure un bloc parallélépipédique compact. La fabrication de cet agencement requiert une étape de mise en forme des plaques. La mise en forme est typiquement réalisée par emboutissage, cependant d'autres procédés, tels l'estampage voire la mécano-soudure peuvent être utilisés. Après mise en forme, les plaques, substantiellement planes, ont un bord périphérique relevé et légèrement incliné. Les plaques sont également pourvues des ouvertures aux pourtours desquelles s'élèvent des parois tronconiques nécessaires à la constitution des canaux, conduites et collecteurs internes. Les plaques sont ensuite empilées en ménageant entre deux plaques voisines un espace inter-plaques dans lequel un fluide peut circuler. Dans cet empilement, les bords périphériques s'agencent complémentairement les uns dans les autres tels dans une pile d'assiettes. Une fois l'empilement constitué les plaques sont solidarisées ensemble par brasage. D'autres procédés peuvent alternativement être préférés. L'invention concerne également un dispositif de climatisation d'un véhicule comprenant un condenseur et un sous-refroidisseur agencés selon l'une quelconque des revendications précédents. DESCRIPTION DES FIGURES Un mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit par l'intermédiaire des figures suivantes. La Figure 1 est un schéma de circuits d'échanges thermique d'un véhicule. La Figure 2 est un vue isométrique d'un premier agencement selon l'invention. La Figure 3 est une vue isométrique d'un second agencement selon l'invention. La Figure 4 est une vue isométrique d'un troisième agencement selon l'invention. La Figure 5 est un détail de l'empilement des plaques selon l'invention. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PRÉFÉRÉS La Figures 1 schématise le circuit de climatisation de l'habitacle 12 d'un véhicule 10. Un premier fluide caloporteur Fi circule dans une première boucle 14 fermée, également nommée « boucle de climatisation », et qui comprend un évaporateur 16, un compresseur 18, puis un agencement 20 comprenant lui-même un condenseur 22, un receveur-déshumidificateur 23 et un sous-refroidisseur 24, puis un détendeur 26. Le receveur-déshumidificateur 23, également abrévié par ses initiales RD est parfois appelé de sa dénomination anglaise « receiver-dryer ». Un flux d'air intérieur Al traversant l'évaporateur 16 y est rafraichi et propulsé dans l'habitacle 12 pour le climatiser. Un second fluide caloporteur F2 parcours une seconde boucle 28 fermée, également nommée « boucle avant », et qui comprend un radiateur 30, une pompe 32, le condenseur 22 et le sous-refroidisseur 24. Un flux d'air avant A2 créé par l'avancée du véhicule 10 ou par un ventilateur 34 traverse le radiateur 16 et refroidit le second fluide caloporteur F2. Le condenseur 22 et le sous-refroidisseur 24 sont donc tous deux des échangeurs thermiques fluide Fi-fluide F2 et, entre l'entrée du condenseur 22 et la sortie du sous-refroidisseur 24, le premier fluide Fi se refroidit d'une température tl d'environ +120°C à une température t2 d'environ +60°C tandis que le second fluide F2 se réchauffe d'une température t3 d'environ +60°C à une température t4 d'environ +80°C. Les Figures 2 et 3 illustrent deux modes de réalisation de l'agencement 20 comprenant le condenseur 22, le receveur-déshumidificateur 23 et le sous refroidisseur 24. Le condenseur 22 et le sous-refroidisseur 24 sont deux échangeurs à plaques. Ils sont accolés de sorte à constituer un bloc parallélépipédique rectangle. Le bloc comprend l'empilement selon une direction longitudinale L d'une première plaque d'extrémité 36 puis d'un premier set 38 de plaques composant le condenseur 22 puis d'une plaque de séparation 40, puis d'un second set 42 de plaques composant le sous-refroidisseur 24 et d'une seconde plaque d'extrémité 44. L'agencement 20 comprend de plus le receveur-déshumidificateur 23 accolé à la première plaque d'extrémité 36. Comme cela est bien connu dans le domaine des échangeurs thermiques à plaques, les plaques de l'empilement 20 sont légèrement espacées les unes des autres de sorte que les fluides caloporteurs Fi, F2, puissent circuler dans les espaces inter-plaques. Dans deux espaces inter-plaques adjacents circulent deux fluides différents de sorte que se produise un échange thermique entre eux. Les premier et second fluides Fi, F2, circulent donc, de manière alternée, dans un espace inter-plaques sur deux. Le premier fluide Fi circule d'abord dans le condenseur 22 dans lequel il entre par un premier canal distributeur 46 s'étendant longitudinalement au travers du premier set 38 de plaques. Ce premier canal 46 est en communication de fluide avec les espaces inter-plaques El dans lesquels s'écoule le premier fluide Fi. Le premier fluide Fi atteint ensuite un premier collecteur 48, s'étendant longitudinalement au travers du premier set 38 de plaques, et par lequel le premier fluide Fi ressort du condenseur 22. Le premier fluide Fi circule ensuite dans le receveur-déshumidificateur 23. La sortie du premier collecteur 48 est raccordée une première canalisation 50 conduisant le premier fluide Fi au receveur-déshumidificateur 23 dans lequel le premier fluide Fi est filtré et déshumidifié. Le premier fluide Fi ressort ensuite du receveur-déshumidificateur 23 par une seconde canalisation 52. Le receveur-déshumidificateur 23 peut avoir par exemple, la forme d'une bouteille tel que représenté sur les Figures 2 ou 3. Il est accolé à la première plaque d'extrémité 36. Son rôle est de servir d'accumulateur en créant une réserve du premier fluide Fi dans la première boucle 14, de filtrer le premier fluide Fi entre le condenseur 22 et le sous-refroidisseur 24 de sorte que des impuretés se trouvant dans le fluide soient retenues et, d'éventuellement déshumidifier le fluide Fi en retenant à l'aide d'un matériau déshumidificateur les traces d'eau contenues dans le fluide Fi. Le premier fluide Fi circule enfin dans le sous-refroidisseur 24. La seconde canalisation 52 est raccordée à un second canal distributeur 54 qui s'étend longitudinalement au travers du second set 42 de plaques. Le second canal distributeur 54 est lui-même en communication de fluide avec les espaces inter-plaques El dans lesquels s'écoule le premier fluide Fi. Le premier fluide Fi atteint ensuite un second collecteur 56 par lequel il ressort du sous-refroidisseur 24 et de l'agencement 20. Le second fluide F2 circule quant à lui dans le condenseur 22 et dans le sous-refroidisseur 24 en étant distribué dans les espaces inter-plaques E2 adjacents aux espaces El et intercalés avec eux. Le second fluide F2 entre dans le bloc parallélépipédique par un troisième canal distributeur 58 s'étendant longitudinalement L au travers du premier 38 et du second set 42 de plaques et en ressort par un troisième collecteur 60. Dans une configuration non limitative en parallélépipède rectangle, et dans le but d'optimiser les échanges thermiques entre le premier Fi et le second fluide F2, le premier fluide Fi peut circuler de bas en haut, selon l'orientation des Figures 2 et 3, tandis que le second fluide F2 circule, à l'inverse, de bas en haut. Selon le mode de réalisation de la Figure 2, le premier canal distributeur 46 et le premier collecteur 48 débouchent sur la première plaque d'extrémité 36, tandis que le second canal distributeur 54 et le second collecteur 56 débouchent à l'opposé du bloc parallélépipédique sur la seconde plaque d'extrémité 44. Selon ce mode, le receveur-déshumidificateur 23 étant accolé à la première plaque d'extrémité 36, la première canalisation 50 est relativement courte, voire elle peut être réduite à un simple raccord, alors que la seconde canalisation 52 est plus longue et contourne le bloc parallélépipédique de sorte à rejoindre le côté opposé. Selon le mode de la Figure 3, les deux canaux distributeurs, 46, 50, et les deux collecteurs, 48, 52, débouchent sur la première plaque d'extrémité 36. Dans ce cas les canalisations 50, 52, raccordant le receveur-déshumidificateur 23 sont très courtes toutes les deux cependant, un premier conduit 60 supplémentaire s'étend longitudinalement L au travers du premier set 38 de plaques de sorte à interconnecter la seconde canalisation 52 arrivant du receveur-déshumidificateur 23 avec le second canal distributeur 54. Similairement, un second conduit 64 supplémentaire est connecté au second collecteur 56 et s'étend longitudinalement L au travers du premier set 38 de plaques de sorte à venir déboucher dans la première plaque d'extrémité 36. Dans une alternative symétrique le receveur-déshumidificateur 23 est au voisinage immédiat de la seconde plaque d'extrémité 44 et, les canaux distributeurs et les collecteurs débouchent sur la seconde plaque d'extrémité. Dans ce cas les premier et second conduits 62, 64, s'étendent au travers du second set 42 de plaques. Dans une alternative non représentée, le receveur-déshumidificateur 23 peut être accolé à la plaque d'extrémité au point où il est directement raccordé aux canaux distributeurs et aux collecteurs, les canalisations extérieures 50, 52 étant alors réduites à de simples raccords. Par ailleurs, de multiples variantes existent quant au circuit suivi par le premier fluide Fi dans le condenseur 22 et le sous-refroidisseur 24. Tous les espaces inter-plaques El du premier set 38 peuvent par exemple être desservis en parallèle. De même, les espaces inter-plaques El du second set 42 peuvent également être desservis en parallèle. Alternativement, plusieurs espaces inter-plaques El peuvent être regroupés en série. La Figure 4 illustre un troisième mode de réalisation dans lequel le receveur-déshumidificateur 23 est également réalisé par empilement de plaques, lesdites plaques étant intercalées entre le premier set 38 et le second set 42 de plaques. Dans ce cas, le premier canal distributeur 46 débouche sur la première plaque d'extrémité 36 et le second collecteur 56 peut quant à lui, selon le mode de réalisation choisi déboucher sur la seconde plaque d'extrémité 44 ou bien s'étendre jusqu'à la première plaque 36. La Figure 5 illustre un mode de réalisation des multiples canaux, collecteurs, et autres conduits s'étendant longitudinalement L dans le bloc parallélépipédique. Préalablement à l'assemblage des plaques et, quel que soit le mode de réalisation choisi, les plaques sont mise en forme par emboutissage. D'autres modes de mise en forme peuvent également être choisis, tels l'estampage voire la mécano-soudure. Les plaques sont généralement planes entourées d'un bord périphérique 66 relevé s'ouvrant légèrement de sorte, qu'à l'instar d'une pile d'assiettes, les plaques s'empilent en réservant entre elles les espaces inter-plaques El, E2, dans lesquels les fluides Fi, F2, peuvent circuler. De plus, les plaques sont pourvues d'au moins une ouverture 66, généralement circulaires, du bord de laquelle s'élève une paroi tronconique 70 allant en se refermant. Lors de l'empilement des plaques, les parois tronconiques 70 s'emboitent les unes dans les autres et forment ensemble un espace cylindrique s'étendant longitudinalement L au travers du bloc parallélépipédique. Une fois les plaques formées et empilées, l'ensemble est solidarisé par brasage, ou par tout autre procédé approprié connu. Les fluides caloporteurs peuvent s'écouler dans les canaux constitués de l'empilement brasé des troncs de cônes, de plus, une conduite tubulaire additionnelle peut être insérée dans ces espaces de sorte à renforcer la structure générale.25 REVENDICATIONS1. Agencement (20) comprenant un condenseur (22), un receveur-déshumidificateur (23) et un sous-refroidisseur (24) pour un circuit de climatisation (14) automobile, le condenseur (22) et le sous-refroidisseur (24) étant des échangeurs thermiques à plaques comprenant une pluralité de plaques empilées selon une direction longitudinale (L) et espacées les unes des autres pour que dans deux espaces inter-plaques adjacents puissent circuler deux fluides caloporteurs différents de sorte qu'un échange thermique se produise entre eux caractérisé en ce que, le condenseur (22) et le sous-refroidisseur (24) forment un bloc parallélépipédique compact comprenant une première plaque d'extrémité (36), puis un premier set (38) de plaques formant le condenseur (22), puis une plaque de séparation (40), puis un second set (42) de plaques formant le sous-refroidisseur (24) puis une seconde plaque d'extrémité (44), un premier canal distributeur (46) et un premier collecteur (48) s'étendant longitudinalement (L) dans le premier set (38) de plaques et étant en connexion de fluide avec des espaces inter-plaques (El) du premier set (38) de sorte à y faire circuler un premier fluide (F1) caloporteur, les autres espaces (E2) du premier set (38) étant réservés à la circulation d'un autre fluide (F2) caloporteur et, un second canal distributeur (54) et d'un second collecteur (56) s'étendant longitudinalement (L) dans le second set (42) de plaques et étant en connexion de fluide avec des espaces inter-plaques (El) du second set (42) de sorte à y faire circuler le premier fluide (F1) caloporteur, les autres espaces (E2) du second set (42) étant réservés à la circulation de l'autre fluide (F2) caloporteur, un troisième canal distributeur (58) et un troisième collecteur (60) s'étendant longitudinalement (L) dans le condenseur (22) et le sous-refroidisseur (24) et étant en connexion de fluide avec les espaces adjacents (E2) à ceux dans lesquelles circulent le premier fluide (F1) et permettant d'y faire circuler ledit autre fluide (F2) caloporteur, une première canalisation (50) raccordant la sortie du premier collecteur (48) au receveur-déshumidificateur (23) et, une seconde canalisation (52)raccordant le receveur-déshumidificateur (23) à l'entrée du second canal distributeur (54) de sorte que le premier fluide caloporteur (F1) circule successivement dans le condenseur (22) puis dans le receveur-déshumidificateur (23) puis, dans le sous-refroidisseur (24). 2. Agencement (20) selon la revendication précédente dans lequel l'entrée du premier canal distributeur (46) et la sortie du premier collecteur (48) sont agencées sur la première plaque d'extrémité (36) et, l'entrée du second canal distributeur (54) et la sortie du second collecteur (56) sont agencées sur la seconde plaque d'extrémité (44) et dans lequel, le receveur-déshumidificateur (23) est agencé latéralement au bloc parallélépipédique au voisinage de la première plaque d'extrémité (36), respectivement la seconde (44), de sorte que la seconde canalisation (52), respectivement première (50), contourne le bloc parallélépipédique. 15 3. Agencement (20) selon la revendication 2 dans lequel toutes les entrées et sorties des canaux distributeur (46, 54) et des collecteurs (48, 56) sont agencées sur une seule des deux plaques d'extrémité (36, 44) et dans lequel le receveur-déshumidificateur (23) est agencé latéralement au bloc 20 parallélépipédique au voisinage de ladite plaque d'extrémité (36, 44), l'agencement comprenant de plus deux conduits (62, 64) s'étendant à l'intérieur du bloc parallélépipédique et interconnectant les canalisations (50, 52) avec les canaux distributeurs et les collecteurs de sorte que le volume circonscrit de l'agencement (20) est réduit. 25 4. Agencement (20) selon la revendication 3 dans lequel le receveur-déshumidificateur (23) est accolé à ladite plaque d'extrémité (36, 44) et est directement raccordé au premier collecteur (52) et au second canal distributeur (58), les première (54) et seconde canalisations (56) étant de simple raccords. 30 5. Agencement (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les plaques du premier set (38) et les plaques du second set (42) sont pourvues d'au moins une ouverture (68) au pourtour de laquelle s'élève une paroitronconique (70) d'axe longitudinal (L) de sorte que lorsque les plaques sont empilées pour former le bloc parallélépipédique les troncs de cônes (70) s'emboitent les uns dans les autres formant un espace cylindrique longitudinal intérieur au bloc parallélépipédique ledit espace cylindrique pouvant notamment constituer un canal distributeur (46, 54) ou un collecteur (48, 56). 6. Agencement (20) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 dans lequel le receveur-déshumidificateur (23) est constitué par des plaques spécifiques intercalées entre le premier set (38) et le second set (42) de plaques de sorte que l'agencement (20) comprenant le condenseur (22), le receveur-déshumidificateur (23) et le sous-refroidisseur (24) est un bloc parallélépipédique compact. 7. Agencement (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les plaques sont solidarisées ensemble par brasage. 8. Dispositif de climatisation (14) d'un véhicule (10) comprenant un condenseur (22) et un sous-refroidisseur (24) agencés selon l'une quelconque des revendications précédents.20