Brevet FR3032028A1 — publié le 20160729

Batterie thermique à matériau à changement de phase encapsulé. La présente invention concerne le domaine de batteries thermiques et plus précisément les batteries thermiques comportant un 5 matériau à changement de phase. Les batteries thermiques sont généralement utilisées pour le chauffage de l'habitacle, notamment dans des véhicules électriques et hybrides ou alors pour le préchauffage d'un fluide caloporteur dans un 10 circuit de gestion thermique. Les batteries thermiques peuvent également être utilisées pour le préchauffage de l'huile moteur ou de l'huile de boite de transmission automatique de véhicules à moteur à combustion interne. 15 Une batterie thermique à matériaux à changement de phase comporte généralement une enceinte formant un réservoir à l'intérieur duquel est placé le matériau à changement de phase généralement sous forme encapsulée. Les performances de la batterie thermique sont ainsi dépendantes de la quantité de matériau à changement de phase qu'elle 20 peut contenir couplé avec l'obligation d'une circulation du fluide au sein du réservoir avec des pertes de charges les plus faibles possibles. Un des buts de la présente invention est donc de remédier au moins partiellement aux inconvénients de l'art antérieur et de proposer 25 une batterie thermique améliorée. La présente invention concerne donc une batterie thermique comportant une enceinte comprenant une entrée et une sortie de fluide et comprenant en son sein un matériau à changement de phase 3032028 2 encapsulé sous forme d'au moins un tube, au moins un tube étant enroulé en spirale au sein de l'enceinte. Le fait d'enrouler en spirale au moins un tube de matériau à changement de phase au sein de l'enceinte permet de maximiser la quantité de matériau à changement de phase au sein de la batterie thermique t ainsi d'améliorer son efficacité puisque cette dernière a une capacité calorifique plus importante. Selon un aspect de l'invention, l'enroulement en spirale du tube est réalisé autour d'un axe d'enroulement parallèle au flux de circulation du fluide au sein de ladite batterie thermique. Selon un autre aspect de l'invention, l'enroulement en spirale du 15 tube comporte une partie centrale vide le long de l'axe d'enroulement. Selon un autre aspect de l'invention, la batterie thermique comporte des tubes longitudinaux de matériau à changement de phase encapsulé, lesdits tubes longitudinaux étant placés dans la partie 20 centrale de l'enroulement en spirale du tube. Les tubes longitudinaux comblent donc la partie centrale de l'enroulement en spirale et ainsi augmentent encore la quantité de matériau à changement de phase contenue au sein de la batterie thermique. 25 Selon un autre aspect de l'invention, la batterie thermique comporte des entretoises entre les tubes de sorte à ménager un espace de circulation du fluide. Selon un autre aspect de l'invention, l'enroulement en spirale du 30 tube est réalisé à partir d'un tube unique. 3032028 3 Selon un autre aspect de l'invention, les parois du tube sont réalisées en matière plastique. 5 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 montre une représentation schématique en 10 perspective de la disposition des tubes de matériau à changement de phase encapsulé au sein d'une batterie thermique selon un premier mode de réalisation, - la figure 2 montre une représentation schématique en perspective de la disposition des tubes de matériau à changement de 15 phase encapsulé au sein d'une batterie thermique selon un deuxième mode de réalisation. Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. 20 Une batterie thermique 1 comporte généralement une enceinte (non représentée), de préférence isolée thermiquement, comprenant une entrée et une sortie de fluide. A l'intérieure de l'enceinte, est placé un matériau à changement de phase encapsulé sous forme d'au moins un 25 tube 3. Comme le montrent les figures 1 et 2, au moins un des tubes 3 est enroulé en spirale et disposé au sein de l'enceinte. Le fait d'enrouler en spirale au moins un tube 3 de matériau à changement de phase au sein de l'enceinte permet de maximiser la quantité de matériau à changement de phase au sein de la batterie 3032028 4 thermique 1 et ainsi d'améliorer son efficacité puisque cette dernière a une capacité calorifique plus importante. L'enroulement en spirale de ce tube 3 est réalisé autour d'un axe d'enroulement A qui est parallèle au flux de circulation du fluide 5 (représenté par des flèches sur les figures 1 et 2) au sein de la batterie thermique 3 de sorte que le fluide puisse circuler perpendiculairement à l'enroulement en spirale. L'enroulement en spirale à l'intérieur de la batterie thermique 1 est de préférence réalisé de préférence à partir d'un tube 3 unique. Cela 10 permet de limiter le nombre extrémités. En effet, à chacune de ses extrémités un tube 3 contenant un matériau à changement de phase comporte une soudure ou un bouchon afin d'encapsuler ledit matériau à changement de phase. Limiter le nombre de tube 3 et donc le nombre de ces extrémités permet de diminuer les risques de fuite du matériau à changement de phase. Il est cependant tout à fait possible d'imaginer, sans sortir du cadre de l'invention, un enroulement en spirale composé de plusieurs tubes, ou alors un empilement de plusieurs enroulement en spirale au sein de l'enceinte. Le tube 3 à l'intérieur duquel est encapsulé le matériau à changement de phase est de préférence en matière plastique afin de permettre cet enroulement en spirale. Du fait du rayon de cintrage limité du tube 3, l'enroulement en spirale comporte une partie centrale 5 vide le long de l'axe d'enroulement A. cette partie centrale peut rester vide afin d'assurer une bonne circulation du fluide comme illustrer à la figure 1. Par exemple, pour un tube 3 en matière plastique telle que le polycarbonate, un rayon de cintrage minimum est de l'ordre de 25mm, sans que ledit 3032028 5 tube 3 ne se plie. La partie centrale 5 vide aura alors un diamètre de l'ordre de 50mm. A contrario, et comme le montre la figure 2, cette partie centrale 5 peut être comblée par des tubes longitudinaux 7 de matériau à 5 changement de phase encapsulé. Ces tubes longitudinaux 7 sont alors placés parallèlement à l'axe d'enroulement A. Ces tubes longitudinaux 7 comblent donc la partie centrale 5 de l'enroulement en spirale et ainsi augmentent encore la quantité de matériau à changement de phase contenue au sein de la batterie 10 thermique. Afin que le fluide puisse circuler entre les spires de l'enroule en spirale du tube 3 et entre les tubes longitudinaux 7 avec des pertes de charges limitées, les tubes 3 et 7 peuvent comporter des entretoises de 15 sorte à ménager un espace de circulation du fluides. Ainsi, on voit bien que la batterie thermique 1 est optimisée du fait de la disposition particulière en spirale d'au moins un tube 3 de matériau à changement de phase qui permet de maximiser la quantité 20 de matériau à changement de phase. REVENDICATIONS1. Batterie thermique (1) comportant une enceinte comprenant une entrée et une sortie de fluide et comprenant en son sein un matériau à changement de phase encapsulé sous forme d'au moins un tube (3), caractérisée en ce qu'au moins un tube (3) est enroulé en spirale au sein de l'enceinte. 2. Batterie thermique (1) selon la revendication précédente, 10 caractérisée en ce que l'enroulement en spirale du tube (3) est réalisé autour d'un axe d'enroulement (A) parallèle au flux de circulation du fluide au sein de ladite batterie thermique (1). 3. Batterie thermique (1) selon la revendication précédente, 15 caractérisée en ce que l'enroulement en spirale du tube (3) comporte une partie centrale (5) vide le long de l'axe d'enroulement (A). 4. Batterie thermique (1) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comporte des tubes longitudinaux (7) de 20 matériau à changement de phase encapsulé, lesdits tubes longitudinaux étant placés dans la partie centrale (5) de l'enroulement en spirale du tube (3). 5. Batterie thermique (1) selon l'une des revendications précédentes, 25 caractérisée en ce qu'elle comporte des entretoises entre les tubes (3; 7) de sorte à ménager un espace de circulation du fluide. 6. Batterie thermique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enroulement en spirale du tube (3) est réalisé à 30 partir d'un tube (3) unique. 3032028 7 7. Batterie thermique (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les parois du tube (3) sont réalisées en matière plastique.