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FR2921689A1 - Dispositif de recuperation thermique pour une ligne d'echappement avec echangeur de chaleur integre afin de recuperer l'energie thermique des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Dispositif de recuperation thermique pour une ligne d'echappement avec echangeur de chaleur integre afin de recuperer l'energie thermique des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne Download PDF

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FR2921689A1
FR2921689A1 FR0757995A FR0757995A FR2921689A1 FR 2921689 A1 FR2921689 A1 FR 2921689A1 FR 0757995 A FR0757995 A FR 0757995A FR 0757995 A FR0757995 A FR 0757995A FR 2921689 A1 FR2921689 A1 FR 2921689A1
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FR
France
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heat exchanger
heat
recovery device
exhaust line
line
Prior art date
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Withdrawn
Application number
FR0757995A
Other languages
English (en)
Inventor
Mathieu Pinson
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
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Abstract

L'invention concerne un dispositif de récupération thermique pour une ligne d'échappement avec échangeur de chaleur intégré afin de récupérer l'énergie thermique des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interneCe dispositif de récupération thermique est caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (1) est logé intégralement dans l'écran thermique entre celui-ci et la ligne d'échappement (3).Applications dans le domaine automobile.

Description

Dispositif de récupération thermique pour une ligne d'échappement avec échangeur de chaleur intégré afin de récupérer l'énergie thermique des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne La présente invention concerne un dispositif de récupération thermique pour une ligne d'échappement avec échangeur de chaleur intégré afin de récupérer l'énergie thermique des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, ainsi qu'un véhicule automobile comportant un tel dispositif de récupération thermique. Plus précisément, la présente invention concerne un dispositif de récupération thermique pour une ligne d'échappement avec un écran thermique et échangeur de chaleur intégré dans cet écran thermique.
Des lignes d'échappement comprenant un écran thermique sont bien connues de l'état de la technique. En général, un écran thermique d'une ligne d'échappement est sous une forme adaptée au tunnel qui la reçoit dans le véhicule automobile, cet écran thermique étant fixé sur la ligne d'échappement en entourant au moins partiellement à distance cette ligne. Son rôle est de limiter le rayonnement d'énergie calorifique en provenance du moteur et surtout de la ligne d'échappement sur les pièces mécaniques, par exemple métalliques ou plastiques, situées à proximité de cette ligne d'échappement. Cet écran thermique est, par exemple, formé d'une couche d'aluminium avec, le cas échéant, une couche d'isolant. Une fixation directement sur la ligne d'échappement, impliquant un contact avec cette ligne, peut endommager cet écran thermique et même le déchirer. De par son rôle d'isolant thermique, il est soumis à des températures élevées qui peuvent aussi l'endommager. Dans ces deux cas, cela se traduit par une montée de la température dans les environs de la ligne d'échappement par rayonnement de chaleur qui peut entraîner une fonte progressive de certains éléments du véhicule, notamment des éléments en matière plastique situés à proximité ce qui peut provoquer un risque d'incendie. La récupération de l'énergie thermique engendrée pendant le fonctionnement d'un moteur à combustion interne et l'utilisation de l'énergie thermique récupérée prennent une place de plus en plus conception des véhicules automobiles. Cependant, dans la plupart des thermique récuperee provient du circuit de refroidissement. Un des premiers exemples en est l'utilisation de l'eau de refroidissement pour le préchauffage de carburant. Une autre source permettant de récupérer de l'énergie thermique, est le système d'échappement d'un 15 moteur à combustion interne. Selon une conception connue, les gaz d'échappement traversent un échangeur de chaleur qui constitue une dérivation, ou by-pass, du système d'échappement. En ce qui concerne les récupérateurs thermiques de 20 chaleur, ceux-ci sont aussi bien connus de l'état de la technique. Un tel récupérateur thermique fonctionne avec la récupération calorifique des gaz d'échappement et chauffe un fluide caloporteur passant dans un échangeur de 25 chaleur, compris dans ce récupérateur. Par exemple, le document FR-A-2 718 491 décrit un dispositif de récupération d'énergie sur échappement de moteur thermique de véhicule automobile, comportant un bouilleur annulaire assemblé sur un tronçon de 30 canalisation d'évacuation des gaz brûlés, raccordé par une canalisation à un condenseur récupérateur et une capacité auxiliaire déformable sous l'effet de la pression, située en un point bas du circuit liquide, d'une contenance suffisante à recevoir sous contrainte de 35 pression la totalité du fluide caloporteur contenu dans le système. Le but de ce document est de récupérer une partie de l'énergie dissipée à l'échappement d'un moteur grande dans la cas, l'énergie thermique en vue de l'utiliser, soit directement en appoint au chauffage de l'habitacle, soit au réchauffage rapide du circuit de refroidissement dont est équipé le moteur. La technologie de ce document est cependant assez ancienne et utilise des ressorts de tarage et une capacité déformable dont le fonctionnement peut être perturbé lors de la marche du véhicule, par exemple par les vibrations occasionnées pendant le trajet du véhicule. De tels éléments ne trouvent pas d'application dans le cas d'un pilotage d'un récupérateur thermique par des moyens électroniques comme il est d'usage actuellement. La figure 1 illustre un autre exemple d'un récupérateur thermique. Celui-ci est disposé, par exemple après le filtre à particule FAP sur une ligne de dérivation 1' de la ligne d'échappement 1 des gaz de combustion et comprend une entrée e et une sortie f pour un fluide caloporteur sortant de l'échangeur de chaleur ET, une vanne trois voies v, par exemple disposée à la jonction de la ligne d'échappement 1' de l'échangeur de chaleur avec la ligne d'échappement principale 1 et un découpleur thermique disposé avant l'échangeur de chaleur étant aussi présents. Le fonctionnement d'une telle ligne d'échappement avec un tel dispositif récupérateur thermique est composé de deux cycles. Dans le premier cycle, la ligne d'échappement 1' de l'échangeur de chaleur n'est pas alimentée et la ligne d'échappement 1 fonctionne normalement. Quand la ligne d'échappement 1' de l'échangeur de chaleur est alimentée, le dispositif récupérateur thermique récupère la chaleur des gaz d'échappement et chauffe un fluide caloporteur dans l'échangeur de chaleur ET, par exemple de l'eau qui part en direction de la boîte à servitude d'eau ou BSE du véhicule pour être renvoyée vers le groupe de climatisation. Cet échangeur de chaleur ET présente d'autre part une longueur LE et un diamètre DE proportionnés à l'échange thermique que l'on désire avoir en fonction de la motorisation existante, le diamètre intérieur D de la ligne d'échappement 1 avant dérivation étant aussi à prendre en compte.
Ce dispositif récupérateur thermique, placé en dérivation de la ligne d'échappement, présente de nombreux désavantages. Premièrement, le dispositif récupérateur thermique étant dépendant de la motorisation du véhicule, cela implique plusieurs références de récupérateur thermique et plusieurs diamètres DE de la ligne d'échappement 1' de ce récupérateur thermique. Il se peut aussi qu'on doive modifier les références de la ligne d'échappement pour garantir un meilleur échange de chaleur. Il y a donc plusieurs références de lignes d'échappement et de récupérateurs de chaleur à gérer en usine de production ou chez l'équipementier, ce qui est un désavantage ayant des répercussions sur les coûts de production. Cela a aussi des répercussions sur la logistique usine et fournisseur et le service après vente. Secondement, le dispositif récupérateur thermique de chaleur ne travaille pas en continu mais seulement quand sa ligne d'échappement est alimentée. Cela se traduit par une perte d'efficacité de ce récupérateur thermique. Il est aussi évident qu'un système à deux lignes d'échappement provoque des déperditions de chaleur qui peuvent être aussi néfastes pour les éléments environnants du véhicule automobile, notamment quand ils sont à base de matière plastique.
Le but de l'invention est, d'une part, de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif de récupération thermique à partir d'une ligne d'échappement, avec l'échangeur de chaleur de ce dispositif de récupération thermique intégré à la ligne d'échappement sans besoin de modification des références de ligne d'échappement et, d'autre part, d'obtenir une amélioration du rendement de ce récupérateur thermique en fonctionnement. Ce but est atteint avec un dispositif de récupération thermique en association avec une ligne d'échappement pour l'évacuation des gaz de combustion du moteur à combustion d'un véhicule automobile, cette ligne d'échappement comprenant, entre autres, un écran thermique pour son isolation par rapport à l'extérieur, ce dispositif de récupération comprenant un échangeur de chaleur, apte à récupérer l'énergie sur cette ligne d'échappement, cet échangeur de chaleur étant formé à partir d'un conduit où circule un liquide caloporteur, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est logé intégralement dans l'écran thermique entre celui-ci et la ligne d'échappement.
Selon des caractéristiques additionnelles de la présente invention : - le conduit de l'échangeur de chaleur est conformé pour entourer la ligne d'échappement, et ce dispositif de récupération thermique comprend une électrovanne destinée à relier l'échangeur de chaleur alternativement à un circuit de chauffage ou à un conduit formant une zone de refroidissement, cette électrovanne étant à quatre voies et deux positions de fonctionnement, l'électrovanne reliant l'échangeur de chaleur, dans la première position de fonctionnement, au conduit formant zone de refroidissement, et, dans la seconde position, à un conduit court-circuitant le conduit formant zone de refroidissement en reliant l'échangeur de chaleur directement au circuit de chauffage, - le conduit de l'échangeur de chaleur est conformé pour entourer la ligne d'échappement et ce dispositif de récupération thermique comprend deux électrovannes destinées à relier l'échangeur de chaleur alternativement à un circuit de chauffage ou à un conduit formant une zone de refroidissement , ces deux électrovannes étant à trois voies et deux positions de fonctionnement, les deux vannes reliant l'échangeur de chaleur, dans la première position de fonctionnement, au conduit formant zone de refroidissement et, dans la seconde position, à un conduit court-circuitant le conduit formant zone de refroidissement et reliant l'échangeur de chaleur directement au circuit de chauffage, - l'échangeur de chaleur présente une forme hélicoïdale à plusieurs spires, chacune des spires entourant la ligne d'échappement ou l'échangeur de chaleur présente la forme d'une enveloppe cylindrique obtenue par une disposition du conduit en méandres longeant la ligne d'échappement, - le fluide caloporteur vient du dispositif de refroidissement du moteur et est dirigé vers le circuit de chauffage par la boîte de servitude de ce fluide caloporteur, ledit fluide étant préférentiellement de l'eau avec, le cas échéant, des additifs pour améliorer ses propriétés, - le récupérateur thermique possède son propre circuit indépendant de fluide caloporteur et comprend au moins une pompe dans ce circuit pour effectuer la circulation de fluide, - l'écran thermique présente une feuille d'aluminium 25 avec, le cas échéant, une couche de fibres thermoisolantes, - l'échangeur de chaleur s'étend dans l'écran thermique seulement sur une partie de celui-ci, - l'échangeur de chaleur est conformé pour ne pas 30 entrer directement en contact physique avec la ligne d'échappement et/ou l'écran thermique et la ligne d'échappement comprend des moyens de fixation permettant de fixer l'échangeur de chaleur et/ou l'écran thermique à la caisse du véhicule, ou qu'un de ces deux éléments 35 comprend des moyens de fixation permettant de le fixer à la caisse du véhicule, l'autre élément présentant des moyens de fixation permettant de le solidariser avec le premier élément, - la ligne d'échappement est une ligne à double paroi, l'échangeur de chaleur et l'écran thermique étant 5 logés entre ces deux parois de ladite ligne.
La présente invention concerne aussi un véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un tel dispositif de récupération thermique. 10 Le dispositif selon l'invention est donc conçu pour une récupération de l'énergie thermique par connexion. C'est pour cette raison que l'échangeur de chaleur ne comporte pas de chemise d'eau ni tout autre corps 15 épousant la ligne d'échappement. Par ailleurs, l'échangeur de chaleur entoure la ligne d'échappement et récupère ainsi l'énergie thermique dans toutes les directions d'émission. De plus, cet échangeur de chaleur peut être implanté à un endroit proche du moteur pour 20 bénéficier de la plus grande énergie thermique possible. L'écran thermique, intégrant l'échangeur de chaleur, empêche les déperditions de chaleur et augmente l'efficacité de ce récupérateur thermique.
25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description des deux modes de réalisation de l'invention qui est faite en référence aux dessins dans lesquels : - la figure 1 représente un schéma de principe 30 d'une disposition d'un récupérateur thermique sur une ligne d'échappement selon l'état de la technique ; la figure 2 représente l'agencement d'un échangeur de chaleur d'un dispositif de récupération thermique sur une ligne d'échappement selon un premier 35 mode de réalisation de l'invention ; - la figure 3 représente l'agencement de la figure 2 dans une vue en perspective simplifiée ; la figure 4 représente l'agencement d'un échangeur de chaleur d'un dispositif de récupération thermique sur une ligne d'échappement selon un second mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 5 représente le dispositif de la figure 4 dans une vue en perspective simplifiée.
La figure 1 a déjà été détaillée dans la partie introductive de la présente description.
Comme visible sur la figure 2, la ligne d'échappement 3 comprend, entre autres, un groupe 11, comprenant par exemple, un catalyseur et un filtre à particule et un silencieux ou pot d'échappement 12. Sur cette ligne d'échappement 3, est monté un échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique en entourant cette ligne d'échappement 3. Le passage des gaz d'échappement se fait dans la direction de la flèche A au bas de cette figure.
L'écran thermique peut être, au minimum, symbolisé par les pointillés 14 à cette figure et englobe tous ces éléments 1, 11, 12. En effet, les pointillés illustrent la zone de récupération de chaleur que recouvre forcément l'écran thermique mais celui-ci peut s'étendre plus en amont ou en aval de la ligne d'échappement 3. L'échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique est formé à partir d'un conduit 2 pour un liquide caloporteur. Ce conduit 2 fait partie d'un circuit fermé de chauffage et de refroidissement et est conformé pour entourer une ligne d'échappement 3, telle qu'une ligne intermédiaire du système d'échappement d'un moteur à combustion interne. Afin d'assurer une récupération d'énergie thermique par connexion, et non pas par conduction, l'échangeur de chaleur 1 présente avantageusement une forme hélicoïdale à plusieurs spires ou bien la forme d'une enveloppe cylindrique. Dans ce cas, le diamètre intérieur des spires est supérieur au diamètre extérieur de la ligne d'échappement 3, lorsque la ligne d'échappement 3 et l'échangeur de chaleur 1 sont chauds. Lorsque l'échangeur de chaleur 1 présente la forme d'une enveloppe cylindrique, il est avantageusement obtenu par une disposition du conduit 2 en méandres ou serpentins, avec les parties allongées des méandres longeant la ligne d'échappement 3. L'échangeur de chaleur 1 est traversé par un fluide caloporteur venant d'une réserve 9 de fluide caloporteur, par exemple, d'un boîtier de servitude d'eau. Le dispositif de récupération thermique comprend au moins deux circuits de circulation du fluide caloporteur, ayant au moins certaines parties communes, pour diriger le liquide caloporteur sortant de l'échangeur de chaleur 1 vers le circuit de compensation refroidisseur 4, pour le premier circuit, ou vers des radiateurs destinés respectivement au chauffage de l'habitacle et au refroidissement du moteur thermique 10, pour le second circuit. La partie commune à ces deux circuits conduit le liquide caloporteur de la sortie de l'échangeur de chaleur 1 vers une électrovanne 6 munie de son dispositif de gestion. Cette électrovanne 6 oriente le liquide caloporteur selon des besoins momentanés définis suivant des températures mesurées à des endroits spécifiques vers les parties indépendantes du premier ou du second circuit. Ainsi, le flux du liquide caloporteur est orienté vers le circuit de compensation refroidisseur 4 ou vers les radiateurs par l'électrovanne 6. Cette électrovanne 6 est commandée par un module de commande 8 prenant en compte des signaux représentatifs de la température du liquide de refroidissement passant par les radiateurs.
Ces signaux sont envoyés par la réserve de fluide caloporteur 9 qui alimente et commande également le groupe climatiseur 10. Une commande manuelle ou, au moins, une présélection manuelle est possible.
La figure 3 montre un premier mode de réalisation de la présente invention. Comme visible à cette figure, l'échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique, monté autour de la ligne d'échappement 3, est commandé par une électrovanne 6 à quatre voies. Cet échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique est ainsi relié au circuit de compensation refroidisseur 4 lorsque l'électrovanne 6 se trouve dans une position, et il est relié au système de chauffage de l'habitacle lorsque l'électrovanne 6 est dans l'autre des deux positions possibles. Le fluide caloporteur circule dans l'échangeur de chaleur en entrant dans celui-ci selon la flèche E et en sortant selon la flèche S.
Le second mode de réalisation de l'invention, qui est représenté à la figure 4 diffère du premier par le fait qu'il comprend deux électrovannes 7, 7' reliées entre elles par un conduit 13. Le conduit 13 relie l'échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique directement au circuit de chauffage et court- circuite ainsi le circuit de compensation refroidisseur 4. L'échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique peut être fixé sur la ligne d'échappement 3 par une bride ou par tout autre moyen approprié garantissant un espacement entre le conduit 2 de l'échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique et la ligne d'échappement 3. Il en va de même pour l'échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique et l'écran thermique.
Les figures 4 et 5 montrent également en pointillés 14 la position minimale en longueur de l'écran thermique par rapport aux éléments de la ligne d'échappement 3 et à l'échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique. L'écran thermique peut avoir la forme du tunnel du véhicule qui l'accueille et recouvrir toute la zone de ce tunnel. L'échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique aura une longueur déterminée par l'apport calorifique désiré et s'étendra pour cette raison sur une longueur plus ou moins grande de cet écran thermique. Préférentiellement, l'échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique peut être mis à plusieurs endroits où il y a beaucoup de dégagement de chaleur. Aux figures, ces endroits ont été limités à la zone du tunnel, cette zone étant une zone confinée et le tunnel permettant de récupérer un gros potentiel calorifique. Par exemple, pour les moteurs Diesel, le filtre à particule 11 est avantageusement entouré par l'écran thermique, avec l'échangeur de chaleur 1 inclus entre l'écran thermique et le filtre 11, ce filtre 11 étant un des endroits les plus chauds du soubassement du véhicule, notamment lors des phases de régénération du filtre. En effet, lors des phases de régénération du filtre, la température de celui-ci doit s'élever suffisamment afin d'entraîner la combustion des particules accumulées.
Il doit cependant être gardé à l'esprit que la ligne d'échappement avec l'échangeur de chaleur et l'écran thermique selon l'invention peut être appliquée à des motorisations Diesel ou à essence. L'écran thermique peut ne faire que quelques millimètres d'épaisseur en étant composé seulement d'aluminium et/ou en présentant une couche d'isolation à base de fibres isolantes, par exemple des fibres thermocompressées. Cet écran thermique est fragile et l'échangeur de chaleur 1 du dispositif de récupération thermique sera avantageusement maintenu espacé de celui-ci. Ainsi, en plus de permettre un apport de chaleur efficace pour le chauffage du compartiment interne du véhicule, l'échangeur de chaleur, ainsi disposé sur la ligne d'échappement, permet du même coup une évacuation de chaleur avantageuse pour la durée de vie de l'écran thermique, car la récupération de chaleur effectuée par l'échangeur aide à ménager l'écran thermique en ne le soumettant pas à des températures trop élevées par évacuation de la chaleur à l'intérieur de cet écran thermique. On notera que la disposition de l'échangeur sur la ligne d'échappement, conformément à l'invention, assure qu'à l'endroit où l'énergie thermique est récupérée, la température de la peau de la tubulure d'échappement n'est pas dégradée. Ceci est obtenu grâce au fait que la transmission de chaleur entre la tubulure et le conduit est réalisée par convection et rayonnement, et non pas par conduction. Le fait que le conduit formant échangeur entoure la tubulure d'échappement garantit que le moteur ne perd pas de puissance du fait de la présence de cet échangeur. Ainsi, l'énergie prélevée sur les gaz d'échappement ne provoque pas de surconsommation de carburant. Dans une alternative possible de la présente invention, la ligne d'échappement peut être du type à double paroi. Dans ce cas, l'échangeur de chaleur et l'écran thermique sont logés entre ces deux parois. Dans ce cas, l'écran thermique est avantageusement composé de fibres de matériaux isolants.
Un troisième et un quatrième modes de réalisation de l'invention sont aussi possibles.
Dans ces deux modes de réalisation, le récupérateur thermique possède son propre circuit de fluide caloporteur indépendant. Sinon les troisième et quatrième modes de réalisation reprennent essentiellement respectivement les caractéristiques du premier mode de réalisation, c'est-à-dire la présence d'une électrovanne quatre voies et à deux positions de fonctionnement, et du second mode de réalisation de l'invention, c'est-à-dire la présence de deux électrovannes à trois voies et deux positions de fonctionnement.
Les figures 2 à 5 peuvent être reprises pour illustrer ces deux modes, à la réserve près que le fluide caloporteur est indépendant du fluide de refroidissement moteur et que la réserve 9 de fluide caloporteur ne peut pas être la boîte de servitude d'eau. Le conduit 2 fait donc partie d'un circuit fermé de chauffage et de refroidissement indépendant. Pour réaliser la circulation du fluide caloporteur spécifique du dispositif récupérateur thermique, ce dernier est muni d'une pompe. De nombreux avantages découlent de ces deux modes de réalisation de la présente invention.
En premier lieu, il est obtenu un meilleur rendement de l'échangeur de chaleur du dispositif de récupération thermique, par rapport à ceux déjà connus de l'état de la technique. En effet, conformément à la présente invention, le circuit du dispositif de récupération thermique n'est plus connecté avec le circuit de refroidissement du moteur thermique ce qui permet d'avoir un circuit de liquide caloporteur plus simple avec moins de pièces de montage et donc plus facile de fabrication. Principalement, ce circuit présente un volume de liquide caloporteur moindre que s'il était connecté au circuit de refroidissement du moteur ce qui permet d'avoir un circuit plus réactif de récupération thermique avec une courbe de montée en chaleur plus simple à maîtriser et donc un meilleur rendement. En ce qui concerne la climatisation du véhicule, le dispositif se trouve près de son lieu d'utilisation ce qui procure un gain en espace d'implantation. De plus, ce circuit indépendant est plus fiable et plus contrôlable que quand connecté avec le circuit moteur. Enfin, le liquide caloporteur est moins pollué dans un circuit indépendant que pour un circuit connecté avec celui de refroidissement du moteur.
De nombreux avantages découlent de la présente invention. Entre autres, on pourra citer un meilleur rendement de l'échangeur de chaleur du dispositif de récupération thermique, par rapport à ceux déjà connus de l'état de la technique. De plus, une plus grande évacuation de la chaleur de l'écran thermique est garantie de par la fonction de cet échangeur de chaleur ce qui diminue les risques d'endommagement de cet écran thermique quand celui-ci est soumis à des températures élevées. Le dispositif de récupération thermique apporte une grande amélioration en termes de confort thermique au sein du véhicule en permettant de chauffer très rapidement l'habitacle, ce qui procure, en comparaison avec des systèmes de chauffage additionnels existants, une solution moins onéreuse sans surconsommation d'énergie et sans émissions polluantes. Ainsi, il s'est révélé que le logement du récupérateur thermique dans l'écran thermique implique un effet de synergie avec des effets interactifs se traduisant par un meilleur fonctionnement de ces deux éléments. Lorsque le liquide caloporteur est le même que le liquide de refroidissement, c'est-à-dire lorsque les deux circuits sont reliés l'un à l'autre, la liaison effective entre les deux circuits est avantageusement commandée par une boîte de servitude d'eau. Celle-ci gère la répartition des "eaux chaudes" aux différents récepteurs suivant des priorités prédéterminées.
Le chauffage de l'habitacle et les autres endroits d'exploitation d'énergie thermique étant alimentés principalement par le liquide de refroidissement du système de refroidissement du moteur thermique, l'énergie thermique récupérée des gaz d'échappement constitue un complément d'énergie. En même temps, l'énergie thermique récupérée des gaz d'échappement est plus rapidement disponible que l'énergie thermique du circuit de refroidissement, en particulier après démarrage du véhicule à froid. Aussi, le dispositif de récupération est conçu de manière à effectuer la récupération d'énergie thermique en permanence, mais cette énergie est mise à disposition uniquement de manière commandée.

Claims (11)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de récupération thermique en association avec une ligne d'échappement pour l'évacuation des gaz de combustion du moteur à combustion d'un véhicule automobile, cette ligne d'échappement (3) comprenant, entre autres, un écran thermique (14) pour son isolation par rapport à l'extérieur, ce dispositif de récupération comprenant un échangeur de chaleur (1) , apte à récupérer l'énergie sur cette ligne d'échappement (3), cet échangeur de chaleur (1) étant formé à partir d'un conduit (2) où circule un liquide caloporteur, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (1) est logé intégralement dans l'écran thermique entre celui-ci et la ligne d'échappement (3).
2. Dispositif de récupération thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit (2) de l'échangeur de chaleur (1) est conformé pour entourer la ligne d'échappement (3), et en ce que ce dispositif de récupération thermique comprend une électrovanne (6) destinée à relier l'échangeur de chaleur (1) alternativement à un circuit de chauffage ou à un conduit formant une zone de refroidissement (4), cette électrovanne (6) étant à quatre voies et deux positions de fonctionnement, l'électrovanne (6) reliant l'échangeur de chaleur (1), dans la première position de fonctionnement, au conduit formant zone de refroidissement (4), et, dans la seconde position, à un conduit court-circuitant le conduit formant zone de refroidissement (4) en reliant l'échangeur de chaleur (1) directement au circuit de chauffage.
3. Dispositif de récupération thermique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit (2) de l'échangeur de chaleur (1) est conformé pour entourer la ligne d'échappement (3), et en ce que ce dispositif de récupération thermique comprend deux électrovannes (7, 7') destinées à relier l'échangeur de chaleuralternativement à un circuit de chauffage ou à un conduit formant une zone de refroidissement (4), ces deux électrovannes (7, 7') étant à trois voies et deux positions de fonctionnement, les deux vannes (7, 7') reliant l'échangeur de chaleur (1) , dans la première position de fonctionnement, au conduit formant zone de refroidissement (4), et, dans la seconde position, à un conduit court-circuitant le conduit formant zone de refroidissement (4) et reliant l'échangeur de chaleur (1) directement au circuit de chauffage.
4. Dispositif de récupération thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (1) présente une forme hélicoïdale à plusieurs spires, chacune des spires entourant la ligne d'échappement (3) ou en ce que l'échangeur de chaleur (1) présente la forme d'une enveloppe cylindrique obtenue par une disposition du conduit (2) en méandres longeant la ligne d'échappement (3).
5. Dispositif de récupération thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide caloporteur vient du dispositif de refroidissement du moteur et est dirigé vers le circuit de chauffage par la boîte de servitude (9) de ce fluide caloporteur, ledit fluide étant préférentiellement de l'eau avec, le cas échéant, des additifs pour améliorer ses propriétés.
6. Dispositif de récupération thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il possède son propre circuit indépendant de fluide caloporteur et comprend au moins une pompe dans ce circuit pour effectuer la circulation de fluide.
7. Dispositif de récupération thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écran thermique présente une feuille d'aluminium avec, le cas échéant, une couche de fibres thermoisolantes.
8. Dispositif de récupération thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (1) s'étend dans l'écran thermique seulement sur une partie de celui-ci.
9. Dispositif de récupération thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (1) est conformé pour ne pas entrer directement en contact physique avec la ligne d'échappement (3) et/ou l'écran thermique et en ce que la ligne d'échappement (3) comprend des moyens de fixation permettant de fixer l'échangeur de chaleur (1) et/ou l'écran thermique à la caisse du véhicule, ou qu'un de ces deux éléments comprend des moyens de fixation permettant de le fixer à la caisse du véhicule, l'autre élément présentant des moyens de fixation permettant de le solidariser avec le premier élément.
10. Dispositif de récupération thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la ligne d'échappement (3) est une ligne à double paroi, l'échangeur de chaleur (1) et l'écran thermique étant logés entre ces deux parois de ladite ligne (3).
11. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de récupération thermique selon 25 l'une quelconque des revendications 1 à 10.
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