FR2793546A1 - Heat exchanger combining water/air heating and electric heating for interior heating of motor vehicles comprises stack of heating elements separated by interval delimited by thin corrugated plates - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne un échangeur mixte du type liquidelair et électrique destiné<B>à</B> réchauffer un flux d'air le traversant et utilisé par exemple dans l'industrie automobile pour équiper les dispositifs de chauffage, ventilation et/ou climatisation des véhicules<B>à</B> moteur<B>à</B> combustion interne. The invention relates to a mixed liquidelair and electric exchanger for heating a flow of air passing through it and used for example in the automotive industry to equip the heating, ventilation and / or air conditioning devices. from vehicles <B> to </ B> engine <B> to </ B> internal combustion.
En général, on utilise le liquide de refroidissement du moteur, constitué d'un mélange d'eau et de glycol, en tant que fluide calorigène pour réchauffer l'air délivré<B>à</B> l'intérieur de l'habitacle. In general, the engine coolant, consisting of a mixture of water and glycol, is used as the circulating fluid for heating the delivered air <B> to </ B> inside the passenger compartment. .
Du fait des performances des nouveaux moteurs<B>à</B> combustion interne, la chaleur disponible dans le fluide calorigène est parfois insuffisante pour assurer un chauffage convenable de l'habitacle, notamment au démarrage<B>à</B> froid du véhicule et lorsque la température de l'air extérieur est très froide.<B>Il</B> faut noter en effet que les températures maximales du liquide de refroidissement des moteurs<B>à</B> combustion interne modernes, diesel ou<B>à</B> essence, se trouvent dans des plages de températures comprises entre 60"C et 70c>C. Due to the performance of the new <B> to </ B> internal combustion engines, the heat available in the circulating fluid is sometimes insufficient to ensure proper heating of the passenger compartment, especially at cold start <B> to </ B> of the vehicle and when the outside air temperature is very cold. <B> It </ B> should be noted that the maximum temperatures of the engine coolant <B> to </ B> modern internal combustion, diesel or <B> to </ B> gasoline, are in temperature ranges between 60 "C and 70c> C.
Les industriels de l'automobile ont donc été amenés<B>à</B> équiper les dispositifs<B>de</B> climatisation de moyens de chauffage additionnels comportant notamment des résistances<B>à</B> coefficients de température positifs. Ces résistances dites CTP ont la particularité de voir leur résistivité augmenter très fortement dans une plage de températures étroite. En utilisation, la température d'une résistance CTP reste sensiblement constante, tandis que sa puissance augmente lorsqu'elle est placée dans un flux d'air ayant tendance<B>à</B> la refroidir. Automotive manufacturers have therefore been led <B> to </ B> equip <B> devices </ B> air conditioning additional heating means including resistance <B> to </ B> temperature coefficients positive. These so-called CTP resistors have the particularity of having their resistivity increase very strongly in a narrow temperature range. In use, the temperature of a PTC resistor remains substantially constant, while its power increases when placed in a flow of air tending to cool it down.
La plupart de ces moyens de chauffage additionnels se présentent sous la forme de boîtiers disposés dans le flux d'air de réchauffage du véhicule en aval d'un radiateur traditionnel du type fluide calorigènelair qui dissipe la chaleur venue du moteur. Cette disposition conduit<B>à</B> l'implantation de deux échangeurs successifs dans l'appareil de climatisation du véhicule, d'où un fort encombrement. Les deux échangeurs n'ayant pas la même surface frontale, on crée aussi de gros problèmes de cartographie, et la température de l'air n'est pas homogène. Most of these additional heating means are in the form of housings disposed in the heating air stream of the vehicle downstream of a conventional heat sink fluid radiator that dissipates heat from the engine. This arrangement leads to the installation of two successive exchangers in the air conditioning unit of the vehicle, resulting in a large footprint. The two exchangers do not have the same frontal surface, so we also create big mapping problems, and the air temperature is not homogeneous.
EP <B>0 857 922,</B> qui représente l'état de la technique la plus proche de l'invention, décrit un échangeur de chaleur couplant deux sources de chaleur<B>:</B> une source électrique<B>à</B> base de résistances CTP et une circulation de fluide chaud. Ce document décrit un assemblage traditionnel de tubes d'eau et d'ailettes de refroidissement dans lequel certains tubes d'eau sont remplacés par des tubes contenant des résistances CTP, constituant ainsi un échangeur mixte eaulair et électrique. Les résistances CTP sont accolées<B>à</B> deux électrodes et l'ensemble ainsi constitué est enrobé dans une résine isolante. La pièce obtenue est disposée dans un tube ayant une section en<B>U</B> ouverte du côté aval dans le sens de la circulation de l'air<B>à</B> réchauffer, et<B>y</B> est maintenue par des moyens mécaniques. Les électrodes comportent des bornes qui émergent sur la face amont du radiateur. EP 0 857 922, which represents the closest state of the art of the invention, discloses a heat exchanger coupling two heat sources: <B>: </ B> an electrical source < B> to </ B> base of CTP resistors and a hot fluid circulation. This document describes a traditional assembly of water tubes and cooling fins in which some water tubes are replaced by tubes containing PTC resistors, thus constituting a mixed eaulair and electrical exchanger. The PTC resistors are contiguous to two electrodes and the assembly thus formed is embedded in an insulating resin. The part obtained is placed in a tube having a section <B> U </ B> open on the downstream side in the direction of the circulation of the air <B> to </ B> to warm up, and <B> y < / B> is maintained by mechanical means. The electrodes have terminals that emerge on the upstream face of the radiator.
La solution proposée par EP <B>0 857 922</B> présente plusieurs inconvénients liés aux contraintes d'assemblage, d'une part, des tubes d'eau et, d'autre part, des tubes contenant les résistances CTP. En cas d'assemblage mécanique des tubes et des ailettes, les performances sont diminuées par rapport aux technologies par brasage. En cas de brasage des tubes et des ailettes, ainsi que cela est proposé par EP <B>0 857 922,</B> les résistances CTP qui sont entourées d'une résine isolante doivent être montées sur l'échangeur après le passage de ce dernier au four de brasage car ces résines ne supportent pas les températures de brasage. Ceci multiplie les étapes de fabrication. The solution proposed by EP <B> 0 857 922 </ B> has several drawbacks related to assembly constraints, on the one hand, water tubes and, on the other hand, tubes containing the PTC resistors. In the case of mechanical assembly of the tubes and fins, the performances are reduced compared to soldering technologies. In case of brazing of the tubes and fins, as proposed by EP 0 857 922, the PTC resistors which are surrounded by an insulating resin must be mounted on the exchanger after the passage of the latter in the brazing furnace because these resins do not support brazing temperatures. This multiplies the manufacturing steps.
En outre, la connectique électrique est assurée par des pattes dépassant perpendiculairement au faisceau de tubes, ce qui est particulièrement peu compact et pose des problèmes de tenue mécanique et de corrosion. Cette solution est difficilement industrialisable. In addition, the electrical connection is provided by tabs protruding perpendicular to the tube bundle, which is particularly compact and poses problems of mechanical strength and corrosion. This solution is difficult to industrialize.
L'invention s'est donné pour but de proposer un échangeur mixte CTP/eau réalisé en une seule pièce. The object of the invention is to propose a mixed PTC / water exchanger made in one piece.
L'invention concerne donc un échangeur de chaleur mixte liquidelair et électrique destiné<B>à</B> réchauffer un flux d'air le traversant, du type comportant un corps d'échange de chaleur ayant une série d'intervalles de forme plate, empilés dans une direction d'empilement en alternance avec une série d'éléments de chauffage, chaque élément de chauffage présentant dans le sens de l'empilement deux parois conductrices de chaleur sensiblement parallèles, l'épaisseur de chaque intervalle étant définie par une plaque mince ondulée conductrice de chaleur, dont les crêtes sont liées par brasage alternativement avec les deux parois latérales limitant ledit intervalle, lesdites parois latérales et lesdites plaques minces modulées étant balayées par le flux d'air<B>à</B> réchauffer qui s'écoule par lesdits intervalles, certains desdits éléments de chauffage étant constitués par des tubes plats dans lesquels circule un liquide de chauffage, tandis que d'autres éléments de chauffage sont du type électrique et renferment des résistances électriques<B>à</B> coefficient de température positive dites résistances CTP dont les deux faces opposées sont en contact avec des électrodes, les deux parois conductrices de chaleur de chaque élément de chauffage électrique étant reliées entre elles par une paroi de liaison. The invention therefore relates to a liquid-electric and electric mixed heat exchanger for heating a flow of air therethrough, of the type comprising a heat exchange body having a series of flat-shaped intervals. stacked in a stacking direction alternating with a series of heating elements, each heating element having in the stacking direction two substantially parallel heat-conducting walls, the thickness of each gap being defined by a plate thin corrugated heat-conductive material, the ridges of which are brazed alternately with the two sidewalls limiting said gap, said sidewalls and said modulated thin plates being swept by the airflow <B> to </ B> heat which flows through said intervals, some of said heating elements being constituted by flat tubes in which circulates a heating liquid, while that other heating elements are of the electric type and contain electrical resistors <B> to </ B> positive temperature coefficient called PTC resistors whose two opposite faces are in contact with electrodes, the two heat conducting walls of each electric heating element being interconnected by a connecting wall.
Selon l'invention, cet échangeur de chaleur est caractérisé par le fait que les deux parois conductrices de chaleur de chaque élément de chauffage électrique forment la première électrode, la deuxième électrode étant constituée par une plaque électriquement conductrice disposée parallèlement auxdites deux parois conductrices de chaleur et entre ces dernières, et par le fait que les résistances CTP sont liées par leurs deux faces opposées respectivement<B>à</B> la deuxième électrode et<B>à</B> l'une desdites parois conductrices de chaleur au cours d'une opération de brasage. According to the invention, this heat exchanger is characterized in that the two heat-conducting walls of each electric heating element form the first electrode, the second electrode being constituted by an electrically conductive plate disposed parallel to said two heat-conducting walls. and between the latter, and by the fact that the PTC resistors are connected by their two opposite faces respectively <B> to </ B> the second electrode and <B> to </ B> one of said heat conducting walls to the during a soldering operation.
Grâce<B>à</B> cette disposition, les parois conductrices des éléments de chauffage, les plaques minces ondulées, formant des ailettes, et le liquide de chauffage se trouvent au même potentiel, ce qui élimine les court- circuits électriques. Thanks to this arrangement, the conductive walls of the heating elements, the thin corrugated fins-forming plates, and the heating liquid are at the same potential, which eliminates electrical short circuits.
Pour diminuer les opérations de brasages, les résistances CTP sont liées<B>à</B> la deuxième électrode et<B>à</B> l'une des parois conductrices de chaleurs au cours de l'opération de brasage des crêtes des plaques minces ondulées avec les parois conductrices de chaleur. To reduce brazing operations, the PTC resistors are bonded to the second electrode and one of the heat conducting walls during the brazing operation. thin sheets corrugated with the heat conducting walls.
Les bords de la deuxième électrode sont de préférence isolés électriquement des parois conductrices de chaleur par des moyens isolants. The edges of the second electrode are preferably electrically insulated from the heat conducting walls by insulating means.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la plaque formant la deuxième électrode présente sur chacune de ses faces des résistances CTP. According to a first embodiment of the invention, the plate forming the second electrode has on each of its faces PTC resistors.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la plaque formant la deuxième électrode présente des résistances CTP sur une seule face, et est isolée électriquement de la deuxième paroi conductrice de chaleur de l'élément de chauffage électrique correspondant, située du côté opposé auxdites résistances CTP par rapport<B>à</B> ladite plaque. Selon une première variante, l'isolation est obtenue par une plaque d'isolation qui est réalisée en un matériau électriquement isolant et thermiquement conducteur et qui est interposée entre la deuxième électrode et la deuxième paroi conductrice de chaleur. Cette plaque d'isolation est avantageusement une céramique,<B>à</B> base d'oxyde de béryllium. According to a second embodiment of the invention, the plate forming the second electrode has PTC resistors on one side, and is electrically insulated from the second heat conducting wall of the corresponding electric heating element, located on the opposite side. said PTC resistors relative to said plate. According to a first variant, the insulation is obtained by an insulating plate which is made of an electrically insulating and thermally conductive material and which is interposed between the second electrode and the second heat conducting wall. This insulating plate is advantageously a ceramic, with a base of beryllium oxide.
Elle est de préférence recouverte sur ses deux faces d'un film métallique et liée par brasage<B>à</B> l'électrode et<B>à</B> la deuxième paroi conductrice de chaleur. It is preferably covered on both sides with a metal film and bonded by <B> to </ B> the electrode and <B> to </ B> the second heat conducting wall.
Selon une deuxième variante, l'isolation est réalisée par une plaque d'isolation disposée dans l'espace séparant la deuxième électrode et la deuxième paroi conductrice de chaleur, après l'opération de brasage. Cette plaque d'isolation, par exemple en matière plastique, peut présenter une section ondulée, ainsi qu'une lèvre qui vient recouvrir le flanc des résistances CTP opposé<B>à</B> la paroi de liaison des deux parois conductrices de chaleur. La section ondulée permet d'amortir les déformations mécaniques et thermiques subies par le système. According to a second variant, the insulation is produced by an insulation plate disposed in the space separating the second electrode and the second heat-conducting wall, after the soldering operation. This insulating plate, for example made of plastic material, may have a corrugated section, as well as a lip which covers the sidewall of the resistors CTP opposite to the connecting wall of the two heat-conducting walls. . The corrugated section is used to damp the mechanical and thermal deformations suffered by the system.
Pour éviter le contact des résistances CTP avec de l'air humide, la paroi de liaison des deux parois conductrices de chaleur d'un élément de chauffage électrique est disposée de préférence sur la face d'entrée d'air du corps d'échange de chaleur. To avoid contact of the PTC resistors with moist air, the connecting wall of the two heat-conducting walls of an electric heating element is preferably arranged on the air inlet face of the heat exchange body. heat.
Pour protéger les résistances CTP des contraintes mécaniques dues aux dilatations, la paroi de liaison des deux parois conductrices de chaleur d'un élément de chauffage électrique est disposée sensiblement dans le plan médian du corps d'échange de chaleur. To protect the PTC resistors from mechanical stresses due to expansion, the connecting wall of the two heat conducting walls of an electric heating element is disposed substantially in the median plane of the heat exchange body.
Selon une caractéristique complémentaire, l'échangeur de chaleur proposé comporte<B>à</B> l'une des extrémités du corps d'échange de chaleur une boîte<B>à</B> eau assurant la distribution et la collecte du liquide de chauffage dans les tubes plats, et<B>à</B> l'extrémité opposée un boîtier de connexion électrique pour l'alimentation en courant des résistances CTP. According to a complementary feature, the proposed heat exchanger comprises <B> at </ B> one of the ends of the heat exchange body a box <B> to </ B> water ensuring the distribution and collection of the heating fluid in the flat tubes, and <B> to </ B> the opposite end an electrical connection box for the power supply of the PTC resistors.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront<B>à</B> la lecture de la description suivante faite<B>à</B> titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels<B>:</B> <B>-</B> la figure<B>1</B> est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur mixte eau/air et électrique conforme<B>à</B> l'invention<B>;</B> <B>-</B>la figure 2 est une coupe horizontale selon la ligne<B>Il Il</B> de la figure<B>1,</B> qui montre en détail un élément de chauffage électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention<B>;</B> <B>-</B> la figure<B>3</B> est une coupe selon un plan transversal d'un élément de chauffage électrique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention<B>;</B> <B>-</B>la figure 4 montre une autre variante du deuxième mode de réalisation de l'invention<B>;</B> <B>-</B> la figure<B>5</B> montre en perspective une variante de réalisation du tube renfermant les résistances CTP <B>;</B> <B>-</B> la figure<B>6</B> montre en perpective une autre variante de réalisation d'un élément de chauffage électrique -, <B>-</B> la figure<B>7</B> montre en perpective une troisième variante de réalisation d'un élément de chauffage électrique<B>;</B> <B>-</B> les figures<B>8 à 11</B> sont des coupes transversales d'un élément de chauffage électrique selon la figure<B>7.</B> Other advantages and characteristics of the invention will emerge from the following description given by way of example and with reference to the appended drawings in which <B>: <B> - </ B> <B> 1 </ B> is a perspective view of a mixed water / air and electric heat exchanger compliant <B> to </ B> the Figure 2 is a horizontal section along the line <B> Il Il </ B> of Figure <B> 1, </ B> which shows the <B> <B> - </ B> in detail an electric heating element according to a first embodiment of the invention <B>; </ B> <B> - </ B> Figure <B> 3 </ B> is a section along a transverse plane of an electric heating element according to a second embodiment of the invention <B>; </ B> <B> - </ B> FIG. 4 shows another variant of the second embodiment of the invention B>; </ B> <B> - </ B> <B> 5 </ B> shows in perspective an alternative embodiment of the tube containing the resistors CTP <B>; </ B> <B> - </ B> a figure <B> 6 </ B> shows in perspective another variant of an electric heating element -, <B> - </ B> the figure <B> 7 </ B> shows in perspective a third variant embodiment of an electric heating element <B> </ B> <B> - </ B> <B> Figures 8 to 11 </ B> are cross sections of an electric heating element according to Figure <B> 7. </ B>
La figure<B>1</B> montre un radiateur<B>1</B> mixte eau/air et électrique, destiné<B>à</B> être installé dans un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile moteur<B>à</B> combustion interne. Ce radiateur<B>1</B> comporte un corps d'échange de chaleur 2 présentant en alternance une pluralité d'éléments de chauffage<B>3</B> parallèles et régulièrement espacés, séparés par des intervalles 4 dont l'épaisseur est définie par des plaques<B>5</B> minces ondulées dont les crêtes<B>6</B> sont fixées par brasage alternativement sur les parois latérales 7a,<B>7b</B> de deux éléments de chauffage adjacents. Deux plaques d'extrémité<B>8</B> sont disposées aux extrémités latérales du corps de chauffage 2. Ces deux plaques d'extrémité<B>8</B> sont également reliées aux deux éléments de chauffage voisins par des plaques minces ondulées<B>5.</B> Figure <B> 1 </ B> shows a combined <B> 1 </ B> water / air and electric radiator, intended for <B> to be installed in a heating, ventilation and / or air conditioning device from the passenger compartment of a motor vehicle engine <B> to </ B> internal combustion. This radiator <B> 1 </ B> comprises a heat exchange body 2 alternately having a plurality of heating elements <B> 3 </ B> parallel and regularly spaced, separated by intervals 4 of which the thickness is defined by <B> 5 </ B> thin corrugated plates whose crests <B> 6 </ B> are fixed by alternately brazing on the sidewalls 7a, <B> 7b </ B> of two elements of adjacent heating. Two end plates <B> 8 </ B> are arranged at the lateral ends of the heating body 2. These two end plates <B> 8 </ B> are also connected to the two neighboring heating elements by plates thin wavy <B> 5. </ B>
Les plaques d'extrémité<B>8,</B> les parois latérales 7a et<B>7b</B> des éléments de chauffage, et les plaques<B>5</B> minces ondulées sont réalisées dans un matériau thermiquement conducteur, et électriquement conducteur, par exemple en aluminium ou en cuivre ou dans un alliage d'aluminium ou de cuivre par découpe, pliage et estampage<B>à</B> partir d'une feuille métallique recouverte sur ses deux faces d'un agent de brasage, afin de permettre la liaison des différents éléments constitutifs par brasage. Les éléments de chauffage<B>3</B> qui ont tous sensiblement la même épaisseur, dans le sens de leur empilement et la même largeur dans le sens de l'écoulement de l'air<B>à</B> réchauffer qui traverse les intervalles 4, sont répartis en deux séries différentes. The end plates <B> 8, </ B> the sidewalls 7a and <B> 7b </ B> of the heating elements, and the thin <B> 5 </ B> plates are made of a material thermally conductive, and electrically conductive, for example aluminum or copper or an aluminum alloy or copper by cutting, folding and stamping <B> to </ B> from a metal sheet covered on both sides of a brazing agent, to allow the connection of the various constituent elements by brazing. Heating elements <B> 3 </ B> which all have substantially the same thickness, in the direction of their stacking and the same width in the direction of the flow of air <B> to </ B> reheat which crosses the intervals 4, are divided into two different series.
Les éléments de chauffage<B>3</B> de la première série sont constitués par des tubes plats<B>9</B> présentant un circuit interne en<B>U,</B> dans lesquels circule un liquide calorigène, normalement le liquide de refroidissement du moteur de combustion interne du véhicule.<B>A</B> cet effet, le corps de chauffage<B>3</B> présente sur sa face supérieure<B>8</B> une beÎte <B>à</B> eau<B>10</B> constituée d'une plaque collectrice<B>Il</B> et d'un couvercle 12 qui présente une paroi transversale médiane<B>13</B> destinée<B>à</B> séparer l'intérieur de la bette<B>à</B> eau en une chambre de distribution de fluide calorigène chaud 14 et en une chambre de récupération<B>15</B> du fluide calorigène après son transfert par les circuits internes en<B>U</B> des tubes plats<B>9.</B> Le fluide calorigène est délivré vers la chambre de distribution 14 par un conduit d'alimentation<B>16</B> et retourne vers le moteur<B>à</B> combustion interne par un conduit d'évacuation<B>17.</B> La référence<B>C</B> sur la figure<B>1</B> montre le sens de circulation du fluide calorigène dans les tubes plats<B>9.</B> The heating elements <B> 3 </ B> of the first series are constituted by flat tubes <B> 9 </ B> having an internal circuit in <B> U, </ B> in which circulates a circulating liquid , normally the coolant of the internal combustion engine of the vehicle. <B> A </ B> this effect, the heating body <B> 3 </ B> has on its upper side <B> 8 </ B> a <B> to </ B> water <B> 10 </ B> consisting of a collector plate <B> Il </ B> and a cover 12 which has a median transverse wall <B> 13 < / B> destiny <B> to </ B> separate the interior of the beet <B> to </ B> water into a hot circulating fluid distribution chamber 14 and into a recovery chamber <B> 15 </ B> of the circulating fluid after its transfer by the internal circuits <B> U </ B> of the flat tubes <B> 9. </ B> The circulating fluid is delivered to the distribution chamber 14 by a supply duct <B> 16 </ B> and returns to the <B> engine at </ B> internally burning through a duct evacuation <B> 17. </ B> The reference <B> C </ B> in figure <B> 1 </ B> shows the circulation direction of the circulating fluid in the flat tubes <B> 9. </ B>
La plaque collectrice<B>11</B> comporte une pluralité de fentes<B>18</B> parallèles dans lesquelles sont fixées par brasage les extrémités ouvertes des tubes plats<B>9.</B> Les extrémités inférieures<B>19</B> des tubes plats<B>9</B> sont quant<B>à</B> elles obturées. The collector plate <B> 11 </ B> has a plurality of parallel <B> 18 </ B> slots in which the open ends of the flat tubes <B> 9 are soldered. </ B> The lower ends < B> 19 </ B> flat tubes <B> 9 </ B> are as far as they are closed.
Les fentes parallèles<B>18</B> de la plaque collectrice<B>11</B> sont régulièrement reparties sur toute la longueur du corps de chauffage 2 dans le sens de l'empilement des éléments. Toutefois, certaines d'entre elles sont obturées de manière étanche par les extrémités supérieures des éléments de chauffage<B>3</B> de la deuxième série qui sont des éléments de chauffage électrique 20 renfermant des résistances CTP 21. Les éléments de chauffage électrique 20 sont obturés de manière étanche<B>à</B> leur extrémité supérieure. The parallel slots <B> 18 </ B> of the header plate <B> 11 </ B> are regularly distributed over the entire length of the heating body 2 in the stacking direction of the elements. However, some of them are sealed by the upper ends of the heating elements <B> 3 </ B> of the second series which are electrical heating elements 20 containing PTC resistors 21. Heating elements electrical 20 are closed tightly <B> at </ B> their upper end.
Chaque élément de chauffage électrique 20 présente deux parois latérales 7a,<B>7b</B> conductrices de chaleur, reliées par au moins une paroi de liaison 22 qui s'étend sur toute la hauteur du corps d'échange de chaleur 2 et qui sert<B>à</B> maintenir l'écartement entre les deux parois latérales 7a et<B>7b</B> et<B>à</B> relier électriquement ces deux parois entre elles et avec l'ensemble du corps de chauffage 2. Une électrode<B>23</B> est disposée entre les deux parois latérales 7a,<B>7b</B> d'un élément de chauffage électrique. Cette électrode<B>23</B> émerge dans un boîtier de connexion électrique 24a disposé<B>à</B> l'extrémité inférieure du corps de chauffage 2. Les bords longitudinaux et le bord supérieur de chaque électrode<B>23</B> sont isolés électriquement des parois latérales 7a et<B>7b</B> et de la paroi de liaison 22. De préférence, des moyens isolants 23a sont interposés entre ces bords et les parois de liaison<B>23.</B> Each electric heating element 20 has two heat-conducting side walls 7a, <B> 7b </ B> connected by at least one connecting wall 22 which extends over the entire height of the heat exchange body 2 and which serves <B> to </ B> maintain the spacing between the two sidewalls 7a and <B> 7b </ B> and <B> to </ B> electrically connect these two walls to each other and to the whole of the heating body 2. An electrode <B> 23 </ B> is disposed between the two sidewalls 7a, <b> 7b </ B> of an electric heating element. This electrode <B> 23 </ B> emerges in an electrical connection box 24a arranged <B> at the lower end of the heating body 2. The longitudinal edges and the upper edge of each electrode <B> 23 </ B> are electrically insulated from the sidewalls 7a and <B> 7b </ B> and the connecting wall 22. Preferably, insulating means 23a are interposed between these edges and the connecting walls <B> 23 . </ B>
Chaque résistance CTP 21 présente sur ses deux faces des films métalliques 24 et est fixée, d'une part, sur une face de l'électrode<B>23</B> et, d'autre part, sur la face interne de l'une des parois latérales 7a ou<B>7b</B> par brasage. Each PTC resistor 21 has on both sides metal films 24 and is fixed, on the one hand, on one side of the electrode <B> 23 </ B> and, on the other hand, on the inner face of the one of the side walls 7a or 7b by brazing.
Selon l'invention, le brasage des résistances CTP 21 est réalisé au cours de l'opération de brasage des crêtes<B>6</B> des plaques minces ondulées<B>5</B> sur les parois latérales 7a et<B>7b</B> des tubes plats<B>9</B> et des éléments de chauffage électrique 20. Au cours de ce brasage, les extrémités des éléments de chauffage<B>3</B> sont fixées dans les fentes<B>18</B> de la plaque collectrice<B>11.</B> According to the invention, the brazing of the PTC resistors 21 is carried out during the brazing operation of the <B> 6 </ B> thin corrugated plates <B> 5 </ B> on the side walls 7a and < B> 7b </ B> flat tubes <B> 9 </ B> and electric heating elements 20. During this brazing, the ends of the heating elements <B> 3 </ B> are fixed in the Slots <B> 18 </ B> of Slip Plate <B> 11. </ B>
Le nombre et la disposition des éléments de chauffage électrique 20 peut varier en fonction de la puissance thermique souhaitée. The number and arrangement of the electric heating elements 20 may vary depending on the desired thermal power.
Au lieu d'utiliser des tubes plats<B>9</B> et des éléments de chauffage 20 électrique séparés, on pourrait coupler les deux types d'échange de chaleur sur un même élément de chauffage<B>3</B> divisé en deux parties, l'une contenant les résistances CTP 21, et l'autre le circuit d'eau. Instead of using <B> 9 </ B> flat tubes and separate electric heating elements, both types of heat exchange could be coupled to the same heating element <B> 3 </ B> divided into two parts, one containing the PTC resistors 21, and the other the water circuit.
Selon un premier mode de réalisation montré sur la figure 2, les électrodes<B>23</B> comportent sur leur deux faces des résistances CTP 21 reliées par brasage<B>à</B> une électrode<B>23</B> et<B>à</B> l'une des parois latérales 7a ou<B>7b.</B> Cette disposition permet une dissipation thermique semblable des deux côtés d'un élément de chauffage électrique 20. According to a first embodiment shown in FIG. 2, the electrodes <B> 23 </ B> have on their two faces PTC resistors 21 soldered <B> to </ B> an electrode <B> 23 </ B> and <B> to </ B> one of the sidewalls 7a or <B> 7b. </ B> This arrangement allows a similar heat dissipation on both sides of an electric heating element 20.
Dans ce premier mode de réalisation de l'invention, la paroi de liaison 22 des deux parois latérales 7a et<B>7b</B> est disposée du côté de l'entrée d'air F dans les intervalles 4. In this first embodiment of the invention, the connecting wall 22 of the two side walls 7a and 7b is placed on the side of the air inlet F in the gaps 4.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention montré sur les figures<B>3</B> et 4 et les figures<B>7 à 11,</B> l'élément de chauffage électrique 20 ne présente des résistances CTP 21 que sur l'une des faces de l'électrode<B>23,</B> ces résistances CTP 21 étant liées par brasage<B>à</B> la paroi latérale 7a et<B>à</B> l'électrode<B>23</B> ainsi que cela a été expliqué plus haut. Dans ce cas l'autre face de l'électrode<B>23</B> est isolée de la paroi latérale<B>7b.</B> According to a second embodiment of the invention shown in Figures <B> 3 </ B> and 4 and Figures <B> 7 to 11, </ B> the electric heating element 20 does not have PTC resistors 21 only on one of the faces of the electrode <B> 23, </ B> these PTC resistors 21 being bonded by <B> to </ B> the side wall 7a and <B> to </ B> the electrode <B> 23 </ B> as explained above. In this case the other side of the electrode <B> 23 </ B> is isolated from the side wall <B> 7b. </ B>
Selon une première variante montrée sur la figure<B>3,</B> cette isolation électrique est obtenue par une plaque d'isolation électrique<B>25</B> thermiquement conducteur, réalisée en une céramique<B>à</B> base d'oxyde de béryllium. Cette céramique résiste aux 600*C d'un four de brasage. Dans ce cas, la plaque d'isolation électrique<B>25</B> peut être recouverte sur ses deux faces d'un film métallique, et elle est liée de préférence par brasage <B>à</B> l'électrode<B>23</B> et<B>à</B> la paroi latérale<B>7b.</B> According to a first variant shown in FIG. 3, this electrical insulation is obtained by a thermally conductive electrical insulation board <B> 25 </ B>, made of a ceramic <B> to </ B> base of beryllium oxide. This ceramic is resistant to the 600 * C of a brazing furnace. In this case, the electrical insulation board <B> 25 </ B> can be covered on both sides with a metal film, and is preferably bonded by <B> to </ B> the electrode <B> 23 </ B> and <B> to </ B> the side wall <B> 7b. </ B>
Selon une deuxième variante de réalisation, montrée sur la figure 4, l'isolation électrique est obtenue par une plaque d'isolation<B>26</B> par exemple en matière plastique disposée dans l'espace<B>27</B> séparant l'électrode<B>23</B> de la paroi latérale<B>7b</B> après l'opération de brasage. Pour éviter tout contact entre l'électrode<B>23</B> et la paroi latérale<B>7b</B> lors du brasage entre l'électrode<B>23</B> et la paroi latérale 7a, on introduit un leurre par exemple en inox dans l'espace<B>27</B> avant l'opération de brasage. Après l'opération de brasage, ce leurre est retiré et remplacé par la plaque d'isolation<B>26.</B> La plaque d'isolation<B>26</B> présente de préférence une section ondulée. According to a second variant embodiment, shown in FIG. 4, the electrical insulation is obtained by an insulation board <B> 26 </ B> for example made of plastic material placed in the space <B> 27 </ B separating the <B> 23 </ B> electrode from the side wall <B> 7b </ B> after the soldering operation. To avoid any contact between the electrode <B> 23 </ B> and the side wall <B> 7b </ B> when brazing between the electrode <B> 23 </ B> and the side wall 7a, introduced a lure eg stainless steel in the space <B> 27 </ B> before the soldering operation. After the brazing operation, this lure is removed and replaced by the insulation board <B> 26. </ B> The insulation board <B> 26 </ B> preferably has a corrugated section.
Les figures<B>5</B> et<B>6</B> montrent différents types d'enveloppes pour les éléments de chauffage électrique 20. Sur la figure<B>5,</B> les parois latérales 7a et<B>7b</B> sont reliées le long de leur deux bords, par une paroi de liaison 22 sur la face d'entrée d'air et par brasage sur la face de sortie d'air du corps de chauffage<B>3.</B> La figure<B>6</B> montre un élément de chauffage 20 dont l'enveloppe présente une section en<B>U</B> semblable<B>à</B> celui des éléments de chauffage électrique 20 montré sur les figures 2<B>à</B> 4. Dans tous les cas, les enveloppes sont bouchées<B>à</B> leur extrémité jouxtant la plaque collectrice<B>11.</B> Figures <B> 5 </ B> and <B> 6 </ B> show different types of envelopes for the electric heating elements 20. In the figure <B> 5, </ B> the sidewalls 7a and <B> 7b </ B> are connected along their two edges, by a connecting wall 22 on the air inlet face and by brazing on the air outlet face of the heating body <B> 3 </ B> Figure <B> 6 </ B> shows a heating element 20 whose envelope has a section <B> U </ B> similar to </ B> to that of the elements In any case, the envelopes are plugged <B> at their end adjacent the collector plate <B> 11. </ B> >
Les figures<B>7 à 11</B> montrent une autre disposition de la paroi de liaison 22 qui relie les parois latérales conductrices de chaleur 7a et<B>7b</B> d'un élément de chauffage électrique 20. Ici la paroi de liaison 22 est disposée sensiblement dans le plan médian du corps de chauffage 2 et forme avec les parois latérales 7a et<B>7b</B> un profilé<B>30</B> ayant une section en H. Ce profilé<B>30</B> présente une première rainure<B>31</B> sur la face avant du corps de chauffage 2 et une deuxième rainure<B>32</B> sur sa face arrière. Les résistances CTP 21 sont disposées dans l'une des rainures et sont fixées par brasage sur la face interne d'une paroi latérale 7a et sur une face de l'électrode<B>23,</B> cette dernière étant isolée de la face interne de l'autre paroi latérale<B>7b</B> par une plaque isolante<B>26</B> en matière plastique. Cette configuration en H permet d'absorber les déformations mécaniques ou thermiques sans les transmettre aux céramiques des résistances CTP 21, qui, étant très dures, supportent mal les contraintes mécaniques. Pour assurer une meilleure protection mécanique de la céramique, la plaque isolante<B>26</B> peut adopter une forme courbée, ainsi que cela est montré sur la figure<B>9.</B> Figures <B> 7-11 </ B> show another arrangement of the connecting wall 22 which connects the heat conducting sidewalls 7a and 7b of an electric heating element 20. Here the connecting wall 22 is disposed substantially in the median plane of the heating body 2 and forms, with the side walls 7a and 7b, a section with an H.sub.2 section. profile <B> 30 </ B> has a first groove <B> 31 </ B> on the front face of the heating body 2 and a second groove <B> 32 </ B> on its rear face. The PTC resistors 21 are arranged in one of the grooves and are brazed to the inner face of a side wall 7a and on one face of the electrode 23, the latter being isolated from the inner side of the other side wall <B> 7b </ B> by a plastic insulating plate <B> 26 </ B>. This H configuration makes it possible to absorb the mechanical or thermal deformations without transmitting them to the ceramics of the PTC resistors 21, which, being very hard, poorly withstand the mechanical stresses. To ensure better mechanical protection of the ceramic, the insulating plate <B> 26 </ B> can adopt a curved shape, as shown in Figure <B> 9. </ B>
La plaque isolante<B>26</B> peut en outre comporter une lèvre<B>33</B> qui vient obturer l'ouverture de la rainure<B>31.</B> La figure<B>11</B> montre une dernière variante de réalisation, dans laquelle chacune des rainures<B>31</B> et <B>32</B> du profilé<B>30</B> est équipée d'un ensemble de résistances CTP reliées électriquement par brasage<B>à</B> une paroi latérale 7a et<B>7b</B> et<B>à</B> une électrode<B>23.</B> The insulating plate <B> 26 </ B> may further comprise a lip <B> 33 </ B> which closes the opening of the groove <B> 31. </ B> Figure <B> 11 < / B> shows a last embodiment variant, wherein each of the grooves <B> 31 </ B> and <B> 32 </ B> of the profile <B> 30 </ B> is equipped with a set of resistors CTP electrically soldered by soldering <B> to </ B> a side wall 7a and <B> 7b </ B> and <B> to </ B> an electrode <B> 23. </ B>
Les électrodes<B>23</B> sont toutes reliées<B>à</B> une borne 40 reliée<B>à</B> la borne positive de la batterie du véhicule, tandis que l'ensemble métallique du corps de chauffage 2 est relié<B>à</B> la masse. Le beitier de connexion électrique 24a peut également inclure l'électronique de contrôle des résistances CTP 21, habituellement nommé relais, afin de gagner en espace. Le boîtier 24a est de préférence réalisé en un matériau isolant par moulage et comporte les connexions nécessaires pour les liaisons électriques des électrodes<B>23 à</B> la borne 40.The electrodes <B> 23 </ B> are all connected <B> to </ B> a terminal 40 connected <B> to the positive terminal of the vehicle's battery, while the metal set of the body heating 2 is connected <B> to </ B> the mass. The electrical connection box 24a can also include the CTP 21 resistance control electronics, usually called relay, in order to gain space. The housing 24a is preferably made of an insulating material by molding and has the necessary connections for the electrical connections of the electrodes <B> 23 to </ B> the terminal 40.
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