FR3062198A1 - Circuit de circulation d'un fluide refrigerant pour un evaporateur a deux nappes - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un évaporateur (1), notamment pour un circuit de climatisation de véhicule automobile, comprenant deux nappes (11, 12) s'étendant dans des plans parallèles, chaque nappe étant formée d'une pluralité de conduites (13) parallèles parcourues par un fluide réfrigérant de manière à refroidir un flux d'air d'incident (9A) traversant les nappes successives, la première nappe (11) et la deuxième nappe (12) comprenant chacune au moins deux passes de circulation du fluide. Selon l'invention, ladite première nappe (11) comprend une première passe (101), dite passe d'entrée du fluide réfrigérant dans l'évaporateur, et une dernière passe (106), dite passe de sortie du fluide réfrigérant de l'évaporateur, lesdites passes d'entrée et de sortie (101, 106) étant adjacentes, ladite première nappe (11) étant située du côté du flux d'air incident (9A) à refroidir. Ladite passe de sortie (106) du fluide caloporteur est située à une extrémité (sur un bord) de ladite première nappe (11).
Description
@ Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES Société par actions simplifiée.
O Demande(s) d’extension :
® Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES.
p4) CIRCUIT DE CIRCULATION D'UN FLUIDE REFRIGERANT POUR UN EVAPORATEUR A DEUX NAPPES.
FR 3 062 198 - A1 (57) L'invention concerne un évaporateur (1), notamment pour un circuit de climatisation de véhicule automobile, comprenant deux nappes (11,12) s'étendant dans des plans parallèles, chaque nappe étant formée d'une pluralité de conduites (13) parallèles parcourues par un fluide réfrigérant de manière à refroidir un flux d'air d'incident (9A) traversant les nappes successives, la première nappe (11) et la deuxième nappe (12) comprenant chacune au moins deux passes de circulation du fluide.
Selon l'invention, ladite première nappe (11) comprend une première passe (101), dite passe d'entrée du fluide réfrigérant dans l’évaporateur, et une dernière passe (106), dite passe de sortie du fluide réfrigérant de l’évaporateur, lesdites passes d'entrée et de sortie (101, 106) étant adjacentes, ladite première nappe (11) étant située du côté du flux d'air incident (9A) à refroidir. Ladite passe de sortie (106) du fluide caloporteur est située à une extrémité (sur un bord) de ladite première nappe (11).
i
Circuit de circulation d'un fluide réfrigérant pour un évaporateur à deux nappes
1. Domaine de l'invention
L'invention concerne un évaporateur, notamment pour une installation de climatisation de véhicule automobile.
Plus précisément, elle concerne les évaporateurs présentant deux nappes comprenant chacune une pluralité de conduites de circulation d'un fluide réfrigérant.
2. Art antérieur
Les évaporateurs comprennent, d'une part, un cœur généralement constitué de deux nappes de conduites parallèles pour la circulation d'un fluide réfrigérant et, d'autre part, des moyens de répartition du fluide réfrigérant disposés aux deux extrémités des nappes pour assurer la distribution et la collecte du fluide réfrigérant dans les différentes conduites de chacune des nappes.
Les conduites sont réalisées soit à partir de paires de plaques ou de tubes accolées présentant une pluralité de parois qui définissent des canaux/passages pour la circulation du fluide réfrigérant, soit à partir de tubes réunis à leurs deux extrémités par des boîtes collectrices permettant le passage du fluide réfrigérant d'un tube à un autre.
Dans le cas des évaporateurs à plaques, la structure interne des conduites définit différentes zones qui forment chacune une passe de circulation du fluide réfrigérant.
Dans le cas des évaporateurs à tubes, ce sont des cloisons internes prévues dans les boîtes collectrices qui définissent ces passes.
Les moyens de répartition (configuration des plaques ou cloisonnement interne des boîtes collectrices) sont donc conçus pour permettre une circulation du fluide réfrigérant en plusieurs passes, avec inversion du sens de circulation du fluide réfrigérant d'une passe à la suivante.
Classiquement, chacune des deux nappes de ces évaporateurs présente trois ou quatre passes.
Un flux d'air traverse les intervalles entre les conduites de fluide, et cède de la chaleur au fluide réfrigérant qui passe de l'état liquide à l'état gazeux.
Le flux d'air ainsi refroidi peut notamment être utilisé ensuite pour la climatisation de l'habitacle d'un véhicule.
Des évaporateurs à deux nappes avec plusieurs trajets de fluide différents, de manière à définir dans des parties de chaque nappe, et/ou d'une nappe à l'autre, un cheminement du fluide suivant des circuits en U et/ou avec des flux croisés (c'est-à-dire en sens opposés), sont bien connus de l'homme du métier et largement décrits dans l'art antérieur.
Le fonctionnement de ces évaporateurs est satisfaisant mais il est nécessaire d'améliorer encore l'échange thermique entre le fluide réfrigérant et l'air à refroidir.
Cette amélioration implique de maximiser l'écart de température entre l'air incident et l'air refroidi après traversée de l’évaporateur.
Il est en outre nécessaire de conserver une bonne homogénéité de température entre les différentes régions (droite/gauche, haut/bas) de l’évaporateur, ce qui implique de maîtriser le processus d'évaporation, notamment du point de vue de la répartition des pertes de charge au sein des diverses régions de l’évaporateur.
L'un des buts de l'invention est ainsi de concevoir un évaporateur à deux nappes définissant pour le fluide réfrigérant un trajet qui optimise les différentes passes de circulation du fluide réfrigérant les unes par rapport aux autres et améliore l'évaporation.
3. Résumé de l'invention
L'invention propose à cet effet un évaporateur, notamment pour un circuit de climatisation de véhicule automobile, comprenant deux nappes s'étendant dans des plans parallèles, chaque nappe étant formée d'une pluralité de conduites parallèles parcourues par un fluide réfrigérant de manière à refroidir un flux d'air incident traversant les nappes successives, la première nappe et la deuxième nappe comprenant chacune au moins deux passes de circulation du fluide.
Selon l'invention, la première nappe comprend une première passe, dite passe d'entrée du fluide réfrigérant dans l’évaporateur, et une dernière passe, dite passe de sortie du fluide réfrigérant de l’évaporateur, les passes d'entrée et de sortie étant adjacentes et la première nappe étant située du côté du flux d'air incident à refroidir.
Toujours selon l'invention, la passe de sortie du fluide caloporteur est située sur un bord de la première nappe selon le sens d'arrivée de l'air.
Ainsi, la première nappe d'un évaporateur selon l'invention est située du côté du flux d'air incident à refroidir et comprend les passes d'entrée et de sortie du fluide réfrigérant.
En d'autres termes, le fluide réfrigérant entre dans l’évaporateur par la première nappe et sort de celui-ci par cette même nappe, l'entrée du fluide et la sortie du fluide étant donc situées du côté de la première nappe.
Ainsi, les passes les plus chaudes sont disposées du côté du flux d'air incident et les passes les plus froides sont disposées du côté de la sortie du flux d'air de l’évaporateur.
Les passes qui sont parcourues en dernière par le fluide réfrigérant, c'està-dire les passes les plus froides, sont donc disposées sur la deuxième nappe.
Cette mise en œuvre particulière des passes d'entrée et de sortie de l’évaporateur permet d'optimiser l'homogénéité de la température de l'air refroidi en sortie de l'évaporateur.
Une telle configuration permet, en outre, d'améliorer les échanges thermiques entre l'évaporateur et l'air qui le traverse puisque le différentiel de température entre le flux d'air traversant l'évaporateur et la température du fluide réfrigérant est maximisé.
Par ailleurs, le fait de disposer la passe de sortie de fluide sur une extrémité de la première nappe permet de mettre en œuvre une phase classique de surchauffe du fluide réfrigérant de manière à ce que le fluide s'évapore entièrement avant injection dans le compresseur d'un circuit de climatisation, par exemple.
Selon un aspect particulier de l'invention, l'évaporateur comprend six passes.
Selon un autre aspect particulier de l'invention, lesdites première et deuxième nappes comprennent chacune trois passes de circulation du fluide réfrigérant.
Selon encore un autre aspect particulier de l'invention, ladite première nappe comprend successivement ladite dernière passe de sortie, ladite première passe et une deuxième passe de circulation du fluide réfrigérant.
Selon un aspect particulier de l'invention, ladite deuxième nappe comprend successivement une cinquième passe, une quatrième passe et une troisième passe de circulation du fluide réfrigérant, disposées respectivement en vis-à-vis de la dernière passe de sortie, la première passe et la deuxième passe de la première nappe.
Selon un aspect particulier de l'invention, lesdites dernière et cinquième passes comprennent entre 20% et 40% desdites conduites.
Selon un autre aspect de l'invention, lesdites dernière et cinquième passes comprennent 40% desdites conduites.
Les première, deuxième, troisième et quatrième passes comprennent donc 60% des conduites de l'évaporateur.
Une telle répartition des conduites dans les passes de l'évaporateur permet de privilégier une performance optimale de l'évaporateur en terme de différence de température entre l'air incident et l'air sortant de l'évaporateur.
Selon encore un aspect de l'invention, lesdites dernière et cinquième passes comprennent 30% desdites conduites.
Les première, deuxième, troisième et quatrième passes comprennent donc 70% des conduites de l'évaporateur.
Une telle répartition des conduites dans les passes de l'évaporateur permet de privilégier une homogénéité optimale de la température de l'air en sortie de l'évaporateur.
Selon encore un autre aspect de l'invention, lesdites dernière et cinquième passes comprennent 20% desdites conduites.
Les première, deuxième, troisième et quatrième passes comprennent donc 80% des conduites de l'évaporateur.
Une telle répartition des conduites dans les passes de l'évaporateur permet d'obtenir un compromis optimal entre la performance de l'évaporateur et l'homogénéité de la température de l'air en sorite de l'évaporateur.
Selon un aspect de l'invention, l'évaporateur comprend huit passes.
Selon un autre aspect de l'invention, lesdites première et deuxième nappes comprennent chacune quatre passes de circulation du fluide réfrigérant.
Selon un aspect de l'invention, chaque passe de l'évaporateur comprend entre trente et cinquante conduites.
L'invention concerne également un circuit de climatisation automobile comprenant au moins un évaporateur tel que décrit précédemment.
4. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de tels évaporateurs selon l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée suivante de deux modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés à titres de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels :
la figure 1 est une représentation schématique, vue du dessus, de la configuration des passes de circulation du fluide réfrigérant dans un évaporateur selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
la figure 2 est une vue en perspective de l'évaporateur de la figure 1 montrant la configuration et le sens de circulation du fluide dans les passes ;
la figure 3 est une représentation schématique, vue du dessus, de la configuration des passes de circulation du fluide réfrigérant dans un évaporateur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
la figure 4 est une vue en perspective de l'évaporateur de la figure 3 montrant la configuration et le sens de circulation du fluide dans les passes ; et la figure 5 représente les courbes de variation de pression et de température du fluide réfrigérant circulant dans un évaporateur.
5. Description détaillée de l'invention
Sur les différentes figures, sauf indication contraire, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence et présentent les mêmes caractéristiques techniques et modes de fonctionnement.
Les différents modes de réalisation selon la présente l'invention sont conçus tout particulièrement pour optimiser les pertes de charge subies par le fluide réfrigérant au cours des différentes passes de circulation dans l'évaporateur, conduisant ainsi à une meilleure maîtrise du processus d'évaporation et à une meilleure homogénéité de la température de l'air refroidi en sortie de l'évaporateur, notamment.
Les exemples de réalisation décrits ci-après concernent un évaporateur du type à plaques.
5.1 Description d'un premier mode de réalisation
Les figures 1 et 2 illustrent un évaporateur 1, selon un premier mode de réalisation, comprenant un cœur d'évaporateur 10 constitué de deux nappes 11, 12 adjacentes s'étendant dans des plans parallèles.
La première nappe 11 de l'évaporateur 1 est située du côté de l'entrée du flux d'air incident, ou air chaud, 9A à refroidir tandis que la deuxième nappe 12 est située derrière la première nappe 11, c'est-à-dire du côté de la sortie du flux d'air, appelé flux d'air refroidi 9B, de l'évaporateur 1.
Chaque nappe 11, 12 est formée d'une pluralité de conduites 13 parallèles parcourues par un fluide réfrigérant de manière à refroidir le flux d'air 9A traversant successivement les première 11 et deuxième 12 nappes.
Un port d'entrée et un port de sortie de fluide réfrigérant sont disposés sur une face latérale de l'évaporateur 1.
De façon connue, les plaques sont configurées de sorte à définir des moyens répartiteur de fluide aux deux extrémités (supérieure et inférieure) des nappes, qui assurent la distribution et la collecte du fluide réfrigérant dans les différentes conduites 13 des nappes 11, 12, en définissant entre les moyens répartiteurs une circulation du fluide dans un sens donné pour chaque conduite.
Les plaques présentent des orifices à l'extrémité supérieure, les orifices étant bordés de collerettes de sorte à former un espace collecteur d'entrée relié au port d'entrée et un espace collecteur de sortie relié au port de sortie lorsque les plaques sont empilées.
Comme le montre la figure 1, le cœur d'évaporateur 10 est divisé en six zones, ou passes, qui sont ici réparties uniformément entre les deux nappes 11,
12.
En d'autres termes, la première nappe 11 et la deuxième nappe 12 comprennent chacune trois passes.
Ainsi, la première nappe 11 est divisée en trois zones dans le sens de la longueur de l'évaporateur 1, définissant trois passes de circulation du fluide réfrigérant.
Selon l'invention, la première passe, dite passe d'entrée du fluide réfrigérant, et la sixième passe, dite passe de sortie du fluide réfrigérant ou dernière passe, 106 de l'évaporateur 1, sont disposées dans la première nappe 11 de l'évaporateur 1
Plus précisément, l'invention propose de disposer ces passes d'entrée 101 et de sortie 106 de façon adjacente et de placer la passe de sortie 106 du fluide sur un bord de la première nappe 11 (à gauche sur la figure 1), et donc à proximité d'une face latérale de l'évaporateur.
Une deuxième passe 102 est disposée de façon adjacente à la passe d'entrée 101 du fluide, sur l'autre bord de la première nappe 11 (à droite sur la figure 1).
La passe d'entrée 101 est donc disposée au milieu de la première nappe 11, entre la passe de sortie 106 et une deuxième passe 102.
La deuxième nappe 12 est également divisée en trois zones dans le sens de la longueur de l'évaporateur 1, définissant trois passes de circulation du fluide réfrigérant.
Cette deuxième nappe présente successivement (de droite à gauche sur la figure 1) une troisième passe 103, une quatrième passe 104 et une cinquième passe 105.
La troisième passe 103 est située sur un bord de la deuxième nappe 12 (à droite sur la figure 1) et est en vis-à-vis de la deuxième passe 102 de la première nappe 11.
La cinquième passe 105 est située sur l'autre bord de deuxième nappe 12 (à gauche sur la figure 1) et est en vis-à-vis de la passe de sortie 106 du fluide de la première nappe 11.
La quatrième passe 104, qui se situe en vis-à-vis de la passe d'entrée 101 du fluide, est disposée au milieu de la deuxième nappe 12, entre la cinquième passe 105 et la troisième passe 103.
L'évaporateur 1 comprend donc six passes successives 101,102,103,104, 105, 106 qui définissent un circuit de circulation du fluide réfrigérant entre l'entrée 131 et la sortie 132 du fluide de l'évaporateur 1, avec une inversion du sens de circulation du fluide à chaque passe successive, comme illustré sur la figure 2.
Plus précisément, le sens de circulation des passes adjacentes (les passes 103 et 105, par exemple) à une passe donnée (la passe 104) est inversé par rapport au sens de circulation du fluide de cette passe (la passe 104).
Par exemple, pour la première passe 101, la circulation du fluide se fait vers le bas tandis que pour toutes les passes adjacentes (les passes 106, 102 et 104) à cette première passe 101, la circulation du fluide se fait vers le haut.
Cette caractéristique est applicable pour toutes les passes de l'évaporateur 1.
Cette configuration particulière des passes de l'évaporateur 1 s'avère être optimale tant pour maximiser l'écart de température entre le flux d'air incident 9A et le flux d'air refroidi 9B après traversée de l'évaporateur 1, que pour conserver une bonne homogénéité de température entre les différentes régions (droite/gauche, haut/bas) de l'évaporateur 1.
En effet, comme illustré sur la figures 5, les inventeurs ont observé que la température du fluide réfrigérant diminuait au fur et à mesure qu'il circulait dans l'évaporateur, du fait de la diminution de la pression (ou perte de charge) du fluide entre l'entrée et la sortie du fluide dans l'évaporateur.
Les passes de circulation de fluide les plus froides sont donc celles qui se situent en dernière dans le circuit de circulation.
Par ailleurs, il est connu de surchauffer la passe de sortie du fluide réfrigérant (comme illustré à droite de la deuxième courbe de la figure 5) afin que le fluide, en sortie de l'évaporateur, se présente uniquement sous phase gazeuse, avant injection dans le compresseur du circuit de climatisation, par exemple.
ίο
Partant de ces constats, les inventeurs ont choisi de disposer la passe de sortie 106 de fluide, qui doit être surchauffée, sur la première nappe 11 de l’évaporateur 1, cette première nappe 11 étant en contact avec le flux d'air 9 incident (air chaud).
Les première 101 et deuxième 102 passes, qui sont aussi les plus chaudes puisque situées en début du circuit de circulation du fluide, sont également disposées sur la première nappe 11.
La cinquième passe 105, qui est la passe la plus froide puisque située en fin du circuit de circulation du fluide, est disposée contre la passe la plus chaude, en l'occurrence la dernière passe de sortie 106, sur la deuxième nappe 12 de l’évaporateur 1.
Les troisième passe 103 et quatrième passe 104 de la deuxième nappe 12, qui sont aussi considérées comme des passes froides pour les mêmes raisons que la cinquième passe 105, sont également disposées sur la deuxième nappe 12, respectivement contre (ou en vis-à-vis des) les deuxième passe 102 et première passe 101 de la première nappe 11.
L'invention propose donc une configuration dans laquelle les passes les plus chaudes (à savoir les passes 101, 102 et 106) sont disposées sur la première nappe 11 et les passes les plus froides (à savoir les passes 103, 104 et 105) sur la deuxième nappe 12 de l’évaporateur 1, de façon à maximiser l'écart de température entre le flux d'air incident 9A et le flux d'air refroidi 9B après traversée de l’évaporateur 1.
Par ailleurs, cette configuration des passes dans l’évaporateur 1 permet un équilibrage de la température des passes disposées en vis-à-vis (la passe 106 avec la passe 105, la passe 101 avec la passe 104, la passe 102 avec la passe 103) afin de conserver une bonne homogénéité de température entre les différentes régions de l’évaporateur 1.
L'inversion du sens de circulation du fluide entre deux passes adjacentes (d'une même nappe et de deux nappes distinctes) permet également d'homogénéiser la température au sein de l'évaporateur 1.
Sur les figures 1 et 2, les première 11 nappe et deuxième nappe 12 présentent des dimensions identiques.
Les six zones, définissant les six passes de l'évaporateur 1, sont dimensionnées de telle sorte que les sixième passe 106 et cinquième passe 105 comprennent, à elles deux, entre 20% et 40% des conduites totales de l'évaporateur 1.
Plus précisément, sur la figure 1, les zones définissant les différentes passes de l'évaporateur 1 présentent des dimensions telles que les sixième passe 106 et cinquième passe 105 comprennent ensemble environ 40% des conduites totales de l'évaporateur 1, c'est-à-dire environ 20% chacune.
Environ 60% des conduites restantes sont comprises dans les première 101, deuxième 102, troisième 103 et quatrième 104 passes, soit environ 15% des conduites totales de l'évaporateur 1 par passe.
Cette répartition des conduites 13 de l'évaporateur 1 dans les différentes passes de ce dernier permet d'obtenir une performance thermique optimale de l'évaporateur 1
En d'autres termes, avec cette répartition, on privilégie l'optimisation de la différence entre la température de l'air incident 9A et la température de l'air refroidi 9B sortant de l'évaporateur 1.
Dans une variante (non illustrée), les zones définissant les différentes passes de l'évaporateur présentent des dimensions telles que les sixième et cinquième passes 106, 105 comprennent ensemble environ 20%de la largeur totale de l'évaporateur..
Les première 101, deuxième 102, troisième 103 et quatrième 104 passes comprennent donc environ 80% des conduites restantes, soit environ 40% chacune de la largeur totale de l'évaporateur 1.
Cette répartition des conduites 13 de l’évaporateur 1 permet d'obtenir une homogénéité optimale de la température de l'air refroidi 9B en sortie de l’évaporateur 1.
En d'autres termes, avec cette répartition, on privilégie l'optimisation de l'homogénéité de la température de l'air refroidi 9B en sortie de l’évaporateur 1.
Dans une autre variante (non illustrée), les zones définissant les différentes passes de l’évaporateur présentent des dimensions telles que les sixième et cinquième passes 106, 105 comprennent ensemble environ 30% de la largeur totale de l’évaporateur 1.
Les première 101, deuxième 102, troisième 103 et quatrième 104 passes comprennent donc environ 70% des conduites restantes, soit environ 35% chacune de la largeur totale de l’évaporateur 1.
Cette répartition des conduites 13 de l’évaporateur 1 dans les différentes passes de ce dernier permet d'obtenir un compromis optimal entre la performance thermique et l'homogénéité de la température de l'air refroidi 9B en sortie de l’évaporateur.
On note que, dans ce premier mode de réalisation, chaque passe de l’évaporateur 1 comprend entre trente et cinquante conduites 13.
5.2 Description d'un deuxième mode de réalisation
Les figures 3 et 4 illustrent un évaporateur 100, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
De façon similaire au mode de réalisation décrit précédemment, l’évaporateur 100 comprend un cœur d'évaporateur 10 constitué de deux nappes 11,12 adjacentes s'étendant dans des plans parallèles.
La première nappe 11 de l’évaporateur 1 est située du côté de l'entrée du flux d'air incident 9A à refroidir, tandis que la deuxième nappe 12 est située derrière la première nappe 11, c'est-à-dire du côté de la sortie du flux d'air refroidi 9B de l’évaporateur 1.
Chaque nappe 11, 12 est formée d'une pluralité de conduites 13 parallèles parcourues par un fluide réfrigérant de manière à refroidir le flux d'air incident 9A traversant successivement les première 11 et deuxième 12 nappes.
Comme le montre la figure 3, le cœur d'évaporateur 10 est divisé en huit zones, ou passes, qui sont ici réparties uniformément entre les deux nappes 11, 12.
En d'autres termes, chacune des première nappe 11 et deuxième nappe 12 comprend quatre passes.
La configuration des huit passes de l'évaporateur 100 est sensiblement similaire à celle de l'évaporateur 1 décrit ci-dessus.
En effet, l'évaporateur 100 comprend donc huit passes successives 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118 qui définissent un circuit de circulation du fluide réfrigérant entre l'entrée 131 et la sortie 132 du fluide de l'évaporateur 100, avec une inversion du sens de circulation du fluide à chaque passe successive, comme illustré sur la figure 4.
Conformément à l'invention, l'entrée 131 et la sortie 132 de fluide réfrigérant sont disposées dans la première nappe 11 de l'évaporateur 100.
La première nappe 11 comprend donc la première passe 111, dite passe d'entrée du fluide, et la huitième passe 118, dite dernière passe ou passe de sortie du fluide, de l'évaporateur 1.
Plus précisément, l'invention propose de disposer ces passes 111, 118 de façon adjacente et de placer la dernière passe 118 sur un bord de la première nappe 11 (à gauche sur la figure 3).
Cette configuration particulière des passes de l'évaporateur s'avère être optimale tant pour maximiser l'écart de température entre le flux d'air incident
9A et le flux d'air refroidi 9B après traversée de l'évaporateur 100, que pour conserver une bonne homogénéité de température entre les différentes régions (droite/gauche, haut/bas) de l'évaporateur 100.
En effet, la dernière passe 118, qui doit être surchauffée, est disposée sur la première nappe 11 de l'évaporateur 100, cette nappe 11 étant orientée du côté du flux d'air incident 9A (air chaud).
Les première 111, deuxième 112 et troisième 113 passes, qui sont aussi les plus chaudes puisque situées en début du circuit de circulation du fluide, sont également disposées sur la première nappe 11.
La septième passe 117, qui est la passe la plus froide puisque située en fin du circuit de circulation du fluide, est disposée contre la passe la plus chaude, c'est-à-dire la huitième et dernière passe 118, sur la deuxième nappe 12 de l'évaporateur 100.
Les quatrième 114, cinquième 115, et sixième 116 passes, qui sont aussi considérées comme des passes froides pour les mêmes raisons que la septième passe 117, sont également disposées sur la deuxième nappe 12, respectivement contre les troisième 113, deuxième 112 et première 111 passes.
L'invention propose donc une configuration dans laquelle les passes les plus chaudes (les passes 111, 112,113 et 118 en l'occurrence) sont disposées sur la première nappe 11 et les passes les plus froides (les passes 114, 115, 116 et 117 en l'occurrence) sur la deuxième nappe 12 de l'évaporateur 100, de façon à maximiser l'écart de température entre le flux d'air incident 9A et le flux d'air refroidi 9B après traversée de l'évaporateur 100.
Par ailleurs, cette configuration des passes dans l'évaporateur 100 permet un équilibrage de la température des passes disposées en vis-à-vis (la passe 117 avec la passe 118, la passe 116 avec la passe 111, la passe 115 avec la passe 112, et la passe 114 avec la passe 113) afin de conserver une bonne homogénéité de température entre les différentes régions de l'évaporateur 100.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le sens de circulation des passes adjacentes à une passe donnée est également inversé par rapport au sens de circulation du fluide de cette passe.
Par exemple, pour la première passe 111, la circulation du fluide se fait vers le bas tandis que pour toutes les passes adjacentes (les passes 118, 112 et 116) à cette première passe 111, la circulation du fluide se fait vers le haut.
Cette caractéristique est applicable à toutes les autres passes de l’évaporateur 100.
L'inversion du sens de circulation du fluide entre deux passes adjacentes permet également d'homogénéiser la température au sein de l’évaporateur 100.
5.3 Autres aspects et variantes
Les deux modes de réalisations décrits précédemment concernent des évaporateurs à deux nappes avec respectivement trois et quatre passes de circulation par nappe.
On comprend bien évidemment que l'invention s'applique aussi à des évaporateurs présentant cinq, six ou un nombre plus important de passes par nappe, sans pour autant s'écarter du principe de l'invention.
On comprend aussi bien évidemment que l'invention est également applicable à des évaporateurs réalisés à partir de tubes réunis par des boîtes collectrices, plutôt qu'à partir de plaques, chaque tube correspondant à une conduite d'une nappe de l’évaporateur.
L’évaporateur selon l'invention peut être mis en œuvre dans des boîtiers CVC (« Chauffage, Ventilation et/ou Climatisation ») ou HVAC (« Heating, Ventilation and Air-Conditioning » en anglais) de véhicules automobiles.
Les plaques ou tubes peuvent être empilés en alternance avec des ailettes intercalaires traversées par le flux d'air.
Claims (13)
- REVENDICATIONS1. Evaporateur (1, 100), notamment pour un circuit de climatisation de véhicule automobile, comprenant deux nappes (11, 12) s'étendant dans des plans parallèles, chaque nappe (11, 12) étant formée d'une pluralité de conduites (13) parallèles parcourues par un fluide réfrigérant de manière à refroidir un flux d'air incident (9A) traversant les nappes (11, 12) successives, la première nappe (11) et la deuxième nappe (12) comprenant chacune au moins deux passes de circulation du fluide, caractérisé en ce que ladite première nappe (11) comprend une première passe (101, 111), dite passe d'entrée du fluide réfrigérant dans l’évaporateur (1), et une dernière passe (106, 118), dite passe de sortie du fluide réfrigérant de l’évaporateur (1), lesdites passes d'entrée (101,111) et de sortie (106,118) étant adjacentes, ladite première nappe (11) étant située du côté du flux d'air incident (9A) à refroidir, et en ce que ladite passe de sortie (106,118) du fluide caloporteur est située sur un bord de ladite première nappe (11).
- 2. Evaporateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend six passes.
- 3. Evaporateur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième nappes (11, 12) comprennent chacune trois passes de circulation du fluide réfrigérant.
- 4. Evaporateur (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite première nappe (11) comprend successivement ladite dernière passe de sortie (106), la première passe (101) et la deuxième passe (102) de circulation du fluide réfrigérant.
- 5. Evaporateur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite deuxième nappe (12) comprend successivement la cinquième passe (105), la quatrième passe (104) et la troisième passe de circulation du fluide réfrigérant, disposées respectivement en vis-à-vis de la dernière passe de sortie (106), la première passe (101) et la deuxième passe (102) de la première nappe (11).
- 6. Evaporateur (1) selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdites dernière et cinquième passes (106, 105) comprennent entre 20% et 40% desdites conduites (13) de l’évaporateur (1).
- 7. Evaporateur (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites dernière et cinquième passes (106, 105) comprennent 40% desdites conduites (13) de l’évaporateur (1).
- 8. Evaporateur (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites dernière et cinquième passes (106, 105) comprennent 30% desdites conduites (13) de l’évaporateur (1).
- 9. Evaporateur (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdites dernière et cinquième passes (106, 105) comprennent 20% desdites conduites (13) de l’évaporateur (1).
- 10. Evaporateur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend huit passes.
- 11. Evaporateur (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième nappes (11, 12) comprennent chacune quatre passes de circulation du fluide réfrigérant.
- 12. Evaporateur (1, 100) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que chaque passe de l’évaporateur (1) comprend entre trente et cinquante conduites (13).
- 13. Circuit de climatisation automobile comprenant au moins un évaporateur (1,100) selon l’une des revendications 1 à 12.1/52/5
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| DE10056074A1 (de) * | 2000-11-07 | 2002-05-08 | Behr Gmbh & Co | Wärmeübertrager und Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers |
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2017
- 2017-01-23 FR FR1750526A patent/FR3062198B1/fr active Active
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2018
- 2018-01-23 WO PCT/EP2018/051606 patent/WO2018134444A1/fr active Application Filing
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