EP3447432B1 - Plaque d'échange thermique à microcanaux comportant un élément d'assemblage en bordure de plaque - Google Patents

Plaque d'échange thermique à microcanaux comportant un élément d'assemblage en bordure de plaque Download PDF

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EP3447432B1
EP3447432B1 EP18189631.7A EP18189631A EP3447432B1 EP 3447432 B1 EP3447432 B1 EP 3447432B1 EP 18189631 A EP18189631 A EP 18189631A EP 3447432 B1 EP3447432 B1 EP 3447432B1
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EP
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heat
strip
exchange plate
strips
assembly
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Jean-Antoine Gruss
Franck Pra
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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Definitions

  • the present invention relates to the general field of heat exchangers or heat exchangers, in particular heat exchangers with polymer plates.
  • the invention finds applications in various fields of industry, and in particular for technologies developing a large heat exchange surface per unit of volume while maintaining reasonable hydraulic pressure drops.
  • the invention can be applied to produce a gas / liquid exchanger of radiator type, a liquid / liquid exchanger, in particular with corrosive fluids, an evaporator or a condenser, an exchanger arranged on the wall of a building, an exchanger radiator type in natural convection, an on-board liquid / gas exchanger for aeronautics and aerospace, among others.
  • the invention provides a microchannel heat exchange plate comprising at the edge an element for assembly to another plate, a heat exchange device comprising at least one such plate, as well as an associated manufacturing process of such a heat exchange plate.
  • a heat exchange plate according to the preamble of claim 1 is known from FR 3030029 .
  • Microchannel heat exchangers or heat exchangers comprise a casing provided with a plurality of microchannels in which a fluid circulates.
  • the fluid can be in phase-changing liquid and gaseous form, or the fluid is in liquid or gaseous form.
  • the outer surface of the enclosure exchanges heat with the external environment by convection. For example, air circulation allows heat to be evacuated or supplied.
  • the outer surface of the casing can be provided with fins to increase the exchange surface with the external environment.
  • This type of heat exchanger is for example used in evaporators or condensers of thermal machines for mechanical compression of refrigerant.
  • the US patent application US 2011/0139420 A1 describes an example of a microchannel heat exchanger intended to be used in an air conditioning device.
  • the heat exchanger comprises flat tubes arranged parallel to each other, each tube comprising a plurality of microchannels.
  • the microchannels are connected in parallel to a common power supply and to a common drain.
  • the tubes are for example made of aluminum by extrusion.
  • the tubes are twisted. Air circulates between the tubes. Fins are provided between the tubes to promote heat exchange with the air circulating between the tubes. Air circulates between the tubes and the fins.
  • the presence of the fins causes clogging of the passages between the tubes and the fins, and the appearance of a pressure drop within the device and therefore a drop in the efficiency of the heat exchange device.
  • this device has many parts to manage and assemble.
  • the thermal connections between the tubes and the fins are difficult to achieve in order to obtain a good thermal connection between the tubes and the fins. The cost of manufacturing this device is therefore high.
  • Each plate comprises strips between two edges of the plate in a first direction and arranged side by side in a second direction.
  • Each strip comprises at least one channel for the circulation of a fluid extending from one edge to the other of the plate, and has a corrugation comprising peaks and valleys, making it possible to delimit the circulation paths of another. fluid.
  • This embodiment may however prove to be complex to achieve and may not be optimal in terms of thermohydraulic performance.
  • the aim of the invention is to at least partially remedy the needs mentioned above and the drawbacks relating to the embodiments of the prior art.
  • the subject of the invention is thus a heat exchange plate for a heat exchange device between a first fluid and a second fluid according to claim 1.
  • the heat exchange plate does not require the use of fins, the manufacture can therefore be significantly simplified.
  • the fouling problems are reduced, which makes it possible to maintain a certain level of efficiency.
  • the corrugations of the bands create a tortuosity favorable to thermal exchanges between the first fluid circulating in the microchannels and the plate.
  • they generate a large heat exchange surface between the plate and the second fluid.
  • the heat exchange plate comprises microchannels for a first fluid, the plate being shaped so as to define virtual channels for the circulation of a second fluid in a direction normal to that of the channels.
  • the presence of circulation or flow paths extending in the second direction normal to the first direction in which the microchannels extend ensures a significant flow of air with a low pressure drop while ensuring the existence of obstacles between the virtual channels, these obstacles making it possible to break the boundary layers on the structure, causing the appearance of turbulence beneficial to the development of heat exchange coefficient by convection on the surface of the plate.
  • the thermal plate according to the invention can also include one or more of the following characteristics taken in isolation or according to any possible technical combination.
  • each strip has a honeycomb structure, having two substantially parallel walls forming the upper and lower faces of the strip, extending in the first direction, and a plurality of internal partitions, substantially parallel to each other and perpendicular to each other. two walls, connecting the walls together, so as to define a plurality of microchannels, each channel forming a cell corresponding to the space between two successive partitions and the two walls.
  • Each hollow end box may have open side faces, extending perpendicular to the plane, and closed upper and lower faces, extending along the plane, to allow flow of the first fluid in the second direction.
  • each hollow end box may have closed side faces, extending perpendicular to the plane, and open top and bottom faces, extending along the plane, to allow flow of the first fluid in a third vertical direction. , the first, second and third directions forming a direct trihedron.
  • each strip is preferably made of a polymer material and manufactured by extrusion and shaping.
  • the production of a strip by extrusion is advantageously done by means of an extruder whose die is equipped with a calibration die, this calibration die making it possible in particular to give the extruded material a honeycomb structure.
  • All of the bands may have the same corrugation, the corrugations of two adjacent bands being out of phase, the phase shift being such that a trough of one band is aligned with a top of the adjacent band in the second direction.
  • the general profile of the ripple of the bands can be a sinusoidal curve.
  • the general profile of the corrugation of the bands may be in an arc of a circle, comprising a juxtaposition of elementary "S" -shaped curves, each formed by the union of two semi-circles inverted with respect to one another. to the other.
  • the bands can have a thickness between 0.5 and 3 mm.
  • a wall, formed by the upper face, the lower face or a partition of a strip, may have a thickness of between 0.2 and 1 mm, preferably equal to approximately 0.3 mm.
  • the height of the channel (s) may be between 0.5 and 3 mm, being preferably equal to approximately 1 mm.
  • the width of the channel or channels may be between 0.5 and 3 mm, being preferably equal to approximately 1 mm.
  • Each band can include between 4 and 50 channels, and preferably about 10 channels.
  • the pitch of the corrugation of the strips may be between 10 and 30 mm, being preferably equal to approximately 20 mm.
  • each strip may have between 4 to 50 corrugations, and in particular approximately 6 corrugations.
  • the ripple angle defined as the angle formed by the tangent to the curvature of a vertex of the strip with respect to the extension plane of the strip, can be between 10 and 80 °, being for example equal at about 30 °.
  • the tops of the bands are located on one side of the plane of the heat exchange plate and the hollows are located on the other side of the plane of the heat exchange plate.
  • a further subject of the invention is a heat exchange device or heat exchanger, characterized in that it comprises at least one heat exchange plate as defined above.
  • the heat exchange device according to the invention comprising at least one heat exchange plate has a very high heat exchange compactness in terms of square meter of primary exchange surface reduced to the volume of the structure.
  • the heat exchange device comprises several plates stacked on top of each other in the third vertical direction defined above. New virtual channels are then defined between the bands of the intersecting plates.
  • the section of the circulation or flow paths can be varied easily, modifying the pressure drops across the stack and the size of the stack.
  • the heat exchange plates of the heat exchange device can be identical. They can be oriented with respect to each other so that each top of a heat exchange plate bears against a hollow of another heat exchange plate.
  • the heat exchange plates can, where appropriate, be joined together by points of welding or glue at a hollow and a top, two tops or two hollows.
  • said one assembly element can form a hollow end box inside which open the channel or channels intended for the circulation of the first fluid, formed by overmolding at the ends of each strip.
  • the heat exchange plate, the heat exchange device and the manufacturing method according to the invention can include any one of the characteristics stated in the description, taken in isolation or in any technically possible combination with other characteristics.
  • each strip is obtained from a polymer material and manufactured by extrusion and hot forming to form the corrugation.
  • each heat exchange plate 2 allows heat exchange between a first fluid and a second fluid, for example air.
  • the heat exchange plate 2 extends in a plane P and comprises at least two bands B1 and B2 extending between a first edge 4 and a second edge 6 of the heat exchange plate 2, opposite to the first edge 4 , in a first direction X.
  • the bands B1, B2 are arranged one next to the other in a second direction Y, perpendicular to the first direction X, each of the bands B1, B2 comprising channels 5 extending from the first edge 4 to the second edge 6 and opening into the first edge 4 and the second edge 6, for the circulation of the first fluid.
  • the bands B1, B2 each have a corrugation comprising peaks 9 and troughs 7, two directly adjacent bands B1, B2 being arranged relatively to each other such that a peak 9 of a band B1 and a top 9 of the directly neighboring band B2 are offset in the first direction X and such that, in the second direction Y, the top 9 of a band B1 and the hollow 7 of the directly neighboring band B2 delimit circulation paths C1, C2 of the second fluid, as visible on the figures 4 and 8 .
  • each heat exchange plate 2 comprises at least one assembly element 12 on each of its first 4 and second 6 edges, secured to the bands B1, B2 allowing the assembly of the heat exchange plate 2 with one or more other heat exchange plates 2 within the heat exchange device 10.
  • bands B are made individually from a polymer material by extrusion.
  • the strip B has two substantially parallel walls forming the upper faces Bs and lower Bi of the strip B, extending in the first direction X, and a plurality of internal partitions 23, substantially parallel to each other and perpendicular to each other.
  • each strip B thus has several parallel microchannels 5 distributed along the second direction Y, perpendicular to the first direction X.
  • each microchannel 5 can have a hydraulic diameter of between 0.5 mm and 10 mm.
  • each band B can comprise from 4 to 50 microchannels, and preferably of the order of 10 microchannels.
  • Each strip B can have a wall thickness of between 0.2 and 1 mm, for example equal to approximately 0.3 mm.
  • each strip B is shaped (embossing) by hot deformation in order to produce a corrugation between the longitudinal ends of each strip B.
  • this corrugation is periodic.
  • the corrugation is advantageously the same for all the bands B.
  • the corrugations of two adjacent bands are out of phase at the level of the heat exchange plate 2, so that a hollow 7 of a band is aligned with a vertex 9 of the adjacent strip in the second direction Y.
  • circulation paths C1, C2 of maximum section are delimited.
  • the ripple can correspond to a sinusoidal curve.
  • the corrugation is in the form of an arc of a circle, comprising a juxtaposition of elementary “S” -shaped curves, each formed by the union of two semi-circles inverted with respect to one another.
  • the pitch p o of the corrugation corresponding to the distance between two successive peaks 9, may for example be between 10 and 30 mm, preferably being of the order of 20 mm.
  • each band B can comprise between 4 and 50, preferably 6, corrugations.
  • the angle of the corrugation a which represents the inclination of a corrugation relative to the horizontal formed by the first direction X, is for example between 10 and 80 °, being preferably of the order of 30 °.
  • each strip B can be achieved by an operation at the die outlet, while the profile is still plastic on an extruded strip of suitable width.
  • this corrugation operation can be carried out on a strip cut from an extruded plate of great width.
  • This strip is then heated by hot air, infrared, etc., or any other means known to those skilled in the art, to reach a plastic state, then be deformed by calendering on a forming tool.
  • each strip B obtained comprises a first flat portion 13 forming at least in part the first edge 4 of the heat exchange plate 2 to be formed and a second flat portion 14 forming at least in part the second edge 6 of the plate. heat exchange 2 to be formed.
  • assembly elements 11 form intermediate assembly elements 11 which, as can be seen on the figure 4 showing the heat exchange device 10 obtained according to an exemplary implementation not forming part of the invention, are positioned between two vertically adjacent heat exchange plates 2, extending over the entire edge of the plates.
  • Each intermediate assembly element 11 comprises an upper face 11s extending along the plane P as defined below in connection with the figure 8 , intended to be secured by welding to a first heat exchange plate 2, and a lower face 11i extending along the plane P, intended to be secured by welding to a second heat exchange plate 2, the first and second plates being in contact with each other.
  • several bands B can be welded together along weld lines Ls to increase the number of microchannels 5 in the second direction Y, while preferably the intermediate elements 11 are in a single part along the second direction Y, the same intermediate element 11 thus being placed on at least two bands B welded together.
  • the welding ensures the seal between the corrugated bands B and the intermediate elements 11. It is carried out while the intermediate elements 11 and the bands B are located in a positioning tool.
  • the welding may in particular consist of the fusion of the adjacent walls, whether they are the outer walls of the strips or the ribs 15 of the intermediate elements 11. This welding is carried out by hot air, by radiant panels in the infrared, by laser or by any other means. another technique known to those skilled in the art for carrying out this type of weld.
  • the assembly can be welded in a single operation, or by causing a weld source to move at a predetermined speed in front of the parts to be welded. It is also possible to have a fixed welding device and to move the assembly comprising the parts to be welded.
  • each intermediate element 11 comprises, on its two lateral faces 11l, two ribs 15 extending perpendicularly to the corresponding lateral face 11l and over the entire length of the lateral face 11l in the second direction Y. Also, each intermediate element 11 comprises four ribs 15 formed at the intersections between the side faces 11l and the upper 11s and lower 11i faces in the extension in the second direction Y of the upper 11s and lower 11i faces.
  • intermediate elements 11 can advantageously be made of a polymer material.
  • the ribs 15, or also designated as “teeth”, can be formed on one side or on both sides, as here, of the intermediate element 11. They can be produced either directly by extrusion, or alternatively by machining. .
  • these ribs 15 make it possible to facilitate the welding of the intermediate elements 11 with the bands B.
  • the height h z of a rib 15, ie its dimension in the third direction Z may be of the order of 0.30 mm.
  • the width l x of a rib 15, ie its dimension in the first direction X may be of the order of 0.5 mm.
  • the height h i of the intermediate element 11 between two ribs 15 located on the same lateral face 11l respectively in the extension of the upper face 11s and of the lower face 11i, corresponding to the dimension in the third direction Z between these two ribs 15 may be of the order of 3.20 mm.
  • the width l ⁇ of an intermediate element 11 comprising two ribs 15 opposite on the side faces 11l, corresponding to the dimension in the first direction X of the intermediate element 11 comprising two ribs 15, may be of the order of 11 mm.
  • a plurality of bands B is produced by extrusion of a polymer material, and these bands B are then corrugated by hot deformation.
  • each strip B comprises, at each of its ends situated respectively at the level of the first edge 4 and of the second edge 6 of the heat exchange plate 2, an assembly element 12 in the form of a hollow end box 12, formed by overmolding and into which open the channels 5 intended for the circulation of the first fluid.
  • the end boxes 12 allow the assembly of the heat exchange plates 2 for the heat exchange device 10 in the manner of a Lego® game, by fitting the end boxes 12 on top of each other, in a sealed manner.
  • each hollow end box 12 may comprise open side faces 18, extending perpendicular to the plane P, and upper and lower faces 19 closed, extending along the plane P, to allow a flow of the first fluid along the line. second direction Y.
  • each hollow end box 12 may include closed side faces 18, extending perpendicular to the plane P, and upper and lower faces 19 open, extending along the plane P, to allow a flow of the first fluid along a third vertical direction Z, the first X, second Y and third Z directions forming a direct trihedron.
  • the liquid inlet / outlet boxes of the complete heat exchanger can be positioned and secured together in a sealed manner.
  • the first liquid circulates in the flow axis of the second liquid.
  • the first liquid flows perpendicular to the flow axis of the second liquid.
  • each hollow end box 12 comprises, on a first face, a male assembly rib 20 and, on a second face opposite to the first face, a female assembly groove 21, the assembly a male assembly rib 20 of a first hollow end box 12 with a female assembly groove 21 of a second hollow end box 12 allowing the assembly of the first and second end boxes 12 , and thus the assembly of a plurality of bands B together to form heat exchange plates 2.
  • the figure 8 shows the heat exchange device 10 obtained with hollow end boxes 12 according to the principle of figure 6 , or with boxes or manifolds 12 overmolded in the flow axis of the second liquid. Of the same In this way, the assembly could be assembled in a configuration with manifolds 12 perpendicular to the flow axis of the second liquid.
  • the sealed assembly can be achieved by gluing using an adhesive suitable for the polymer used for the end boxes 12.
  • the fluid circulating in the plates 2 is for example a liquid, a gas or a liquid / gas mixture.
  • the fluid circulating in the second direction Y is for example a gas or a mixture of gases, such as air or a liquid.
  • a first fluid is circulated in the microchannels 5 via supply and discharge manifolds, the supply manifold being connected to a source of first fluid and the discharge manifold being connected, for example, to a storage area. of this first fluid.
  • a pump is for example used to ensure the circulation of the first fluid.
  • the discharge manifold can be connected to the supply manifold to circulate the first fluid in a closed circuit in the plates 2.
  • the second fluid for example air
  • the first fluid exchanges by convection with the material of the bands B and the bands B exchange by convection with the air.
  • the device 10 allows very efficient heat exchanges in a small footprint.
  • the bands B produced by extrusion, can be made of any polymeric materials suitable for extrusion, such as PVDF (Polyvinylidene fluoride), PPO (Polyphenilene oxide), PP (Polypropylene), CPVC (Superchlorinated polyvinyl chloride), PA (Polyamide), PPS (Polyphenylene sulfide), PEI (Polyetherimide), PSU (Polysulfone), PBI (Polybenzidimazole), PFA 15 (Perfluoroalkoxy), PEEK (Polyetheretherketone), PMMA (Methyl Polymethacrylate). Fillers such as for example carbon, boron nitride, glass or carbon fibers, carbon nanotubes can be incorporated into the polymer to improve its thermal conductivity and / or mechanical strength properties.
  • PVDF Polyvinylidene fluoride
  • PPO Polyphenilene oxide
  • PP Polypropylene
  • CPVC Superchlorinated polyvinyl
  • the assembly elements 11, 12 can preferably be made with the same materials as the extruded heat exchange plates 2.
  • the heat exchange plates 2 have a shape such that the free passage sections for the second fluid, typically air, are identical or close, so as to avoid the preferential passages of air.
  • the heat exchange plate and the heat exchange device according to the invention are relatively simple to produce, using few parts. This results in a reduced manufacturing cost compared to the plates and devices of the prior art. They are robust and offer good reliability, due to the limited number of assembled parts. In addition, they have good modularity insofar as the size of the heat exchange device is easily adjustable.

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Description

    DOMAINE TECHNIQUE
  • La présente invention se rapporte au domaine général des échangeurs de chaleur ou échangeurs thermiques, notamment des échangeurs thermiques à plaques en polymère.
  • L'invention trouve des applications dans différents domaines de l'industrie, et notamment pour des technologies développant une grande surface d'échange thermique par unité de volume tout en conservant des pertes de charge hydrauliques raisonnables. Par exemple, l'invention peut être appliquée pour réaliser un échangeur gaz/liquide de type radiateur, un échangeur liquide/liquide, notamment avec fluides corrosifs, un évaporateur ou un condenseur, un échangeur disposé sur le mur d'un bâtiment, un échangeur de type radiateur en convection naturelle, un échangeur liquide/gaz embarqué pour aéronautique et aérospatial, entre autres.
  • Ainsi, l'invention propose une plaque d'échange thermique à microcanaux comportant en bordure un élément d'assemblage à une autre plaque, un dispositif d'échange thermique comportant au moins une telle plaque, ainsi qu'un procédé de fabrication associé d'une telle plaque d'échange thermique. Une plaque d'échange thermique selon le préambule de la revendication 1 est connue de FR 3030029 .
    • ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
  • Les échangeurs de chaleur ou échangeurs thermiques à microcanaux comportent une enveloppe munie d'une pluralité de microcanaux dans lesquels circule un fluide. Le fluide peut être sous forme liquide et gazeuse changeant de phase, ou le fluide est sous forme liquide ou sous forme gazeuse. La surface extérieure de l'enveloppe échange de la chaleur avec l'environnement extérieur par convection. Par exemple, une circulation d'air permet d'évacuer ou de fournir de la chaleur. La surface extérieure de l'enveloppe peut être munie d'ailettes pour augmenter la surface d'échange avec l'environnement extérieur.
  • Ce type d'échangeur thermique est par exemple utilisé dans des évaporateurs ou des condenseurs des machines thermiques à compression mécanique de fluide frigorigène.
  • La demande de brevet américain US 2011/0139420 A1 décrit un exemple d'échangeur de chaleur à microcanaux destiné à être mis en oeuvre dans un dispositif de climatisation. L'échangeur de chaleur comporte des tubes plats disposés parallèlement les uns par rapports aux autres, chaque tube comportant une pluralité de microcanaux. Les microcanaux sont connectés en parallèle à une alimentation commune et à une évacuation commune. Les tubes sont par exemple réalisés en aluminium par extrusion. Les tubes sont torsadés. De l'air circule entre les tubes. Des ailettes sont prévues entre les tubes pour favoriser les échanges thermiques avec l'air circulant entre les tubes. L'air circule entre les tubes et les ailettes. La présence des ailettes provoque un encrassement des passages entre les tubes et les ailettes, et l'apparition d'une perte de charge au sein du dispositif et donc une baisse d'efficacité du dispositif d'échange thermique. De plus, ce dispositif comporte de nombreuses pièces à gérer et à assembler. En outre les connexions thermiques entre les tubes et les ailettes sont délicates à réaliser afin d'obtenir une bonne connexion thermique entre les tubes et les ailettes. Le coût de fabrication de ce dispositif est donc élevé.
  • La demande internationale WO 2016/097032 A1 décrit un autre exemple d'échangeur thermique multicanaux à plaques ondulées. Chaque plaque comprend des bandes entre deux bords de la plaque selon une première direction et disposées côte à côte selon une deuxième direction. Chaque bande comporte au moins un canal de circulation d'un fluide s'étendant d'un bord à l'autre de la plaque, et présente une ondulation comprenant des sommets et des creux, permettant de délimiter des chemins de circulation d'un autre fluide. Cette réalisation peut toutefois s'avérer complexe à réaliser et peut ne pas être optimale en termes de performances thermo-hydrauliques.
    • EXPOSÉ DE L'INVENTION
  • L'invention a pour but de remédier au moins partiellement aux besoins mentionnés précédemment et aux inconvénients relatifs aux réalisations de l'art antérieur.
  • L'invention a ainsi pour objet, une plaque d'échange thermique pour dispositif d'échange thermique entre un premier fluide et un deuxième fluide selon la revendication 1.
  • De façon avantageuse, la plaque d'échange thermique ne nécessite pas la mise en oeuvre d'ailettes, la fabrication peut donc être sensiblement simplifiée. De plus, les problèmes d'encrassement sont réduits, ce qui permet de maintenir un certain niveau d'efficacité. Par ailleurs, les ondulations des bandes créent une tortuosité favorable aux échanges thermiques entre le premier fluide circulant dans les microcanaux et la plaque. En outre, elles génèrent une importante surface d'échange thermique entre la plaque et le deuxième fluide.
  • En d'autres termes, la plaque d'échange thermique comporte des microcanaux pour un premier fluide, la plaque étant mise en forme de sorte à définir des canaux virtuels de circulation d'un deuxième fluide dans une direction normale à celle des canaux. La présence de chemins de circulation ou d'écoulement s'étendant selon la deuxième direction normale à la première direction selon laquelle s'étendent les microcanaux assure un écoulement important d'air avec une faible perte de charge tout en assurant l'existence d'obstacles entre les canaux virtuels, ces obstacles permettant de casser les couches limites sur la structure, provoquant l'apparition de turbulences bénéfiques au développement de coefficient d'échange thermique par convection sur la surface de la plaque.
  • La plaque thermique selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles.
  • De façon préférentielle, chaque bande présente une structure alvéolaire, présentant deux parois sensiblement parallèles formant les faces supérieure et inférieure de la bande, s'étendant selon la première direction, et une pluralité de cloisons internes, sensiblement parallèles les unes aux autres et perpendiculaires aux deux parois, reliant les parois entre elles, de sorte à définir une pluralité de microcanaux, chaque canal formant une alvéole correspondant à l'espace entre deux cloisons successives et les deux parois.
  • Chaque boîte d'extrémité creuse peut comporter des faces latérales ouvertes, s'étendant perpendiculairement au plan, et des faces supérieure et inférieure fermées, s'étendant selon le plan, pour permettre un écoulement du premier fluide selon la deuxième direction.
  • En variante, chaque boîte d'extrémité creuse peut comporter des faces latérales fermées, s'étendant perpendiculairement au plan, et des faces supérieure et inférieure ouvertes, s'étendant selon le plan, pour permettre un écoulement du premier fluide selon une troisième direction verticale, les première, deuxième et troisième directions formant un trièdre direct.
  • En outre, chaque bande est préférentiellement réalisée en un matériau polymère et fabriquée par extrusion et mise en forme.
  • La réalisation d'une bande par extrusion se fait avantageusement au moyen d'une extrudeuse dont la filière est équipée d'une filière de calibrage, cette filière de calibrage permettant particulièrement de conférer à la matière extrudée une structure alvéolaire.
  • Toutes les bandes peuvent présenter la même ondulation, les ondulations de deux bandes adjacentes étant déphasées, le déphasage étant tel qu'un creux d'une bande est aligné avec un sommet de la bande adjacente dans la deuxième direction.
  • Le profil général de l'ondulation des bandes peut être une courbe sinusoïdale. En variante, préférentiellement, le profil général de l'ondulation des bandes peut être en arc de cercle, comprenant une juxtaposition de courbes élémentaires en forme de « S », chacune formée par la réunion de deux demi-cercles inversés l'un par rapport à l'autre.
  • De préférence, les bandes peuvent avoir une épaisseur comprise entre 0,5 et 3 mm. Une paroi, formée par la face supérieure, la face inférieure ou une cloison d'une bande, peut avoir une épaisseur comprise entre 0,2 et 1 mm, préférentiellement égale à environ 0,3 mm.
  • La hauteur du ou des canaux peut être comprise entre 0,5 et 3 mm, étant préférentiellement égale à environ 1 mm. De même, la largeur du ou des canaux peut être comprise entre 0,5 et 3 mm, étant préférentiellement égale à environ 1 mm.
  • Chaque bande peut comporter entre 4 et 50 canaux, et préférentiellement environ 10 canaux.
  • Le pas de l'ondulation des bandes, correspondant à la distance entre deux sommets successifs de la bande, peut être compris entre 10 et 30 mm, étant préférentiellement égal à environ 20 mm.
  • De plus, chaque bande peut comporter entre 4 à 50 ondulations, et notamment environ 6 ondulations.
  • L'angle d'ondulation, défini comme l'angle formé par la tangente à la courbure d'un sommet de la bande par rapport au plan d'étendu de la bande, peut être compris entre 10 et 80°, étant par exemple égal à environ 30°.
  • De préférence, les sommets des bandes sont situés d'un côté du plan de la plaque d'échange thermique et les creux sont situés d'un autre côté du plan de la plaque d'échange thermique.
  • Par ailleurs, l'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un dispositif d'échange thermique ou échangeur thermique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une plaque d'échange thermique telle que définie précédemment.
  • Le dispositif d'échange thermique selon l'invention comportant au moins une plaque d'échange thermique présente une très grande compacité d'échange thermique en termes de mètre carré de surface d'échange primaire ramenée au volume de la structure.
  • De manière avantageuse, le dispositif d'échange thermique comporte plusieurs plaques empilées les unes sur les autres selon la troisième direction verticale définie précédemment. De nouveaux canaux virtuels sont alors définis entre les bandes des plaques qui s'entrecroisent. En fonction de l'orientation des plaques les unes par rapport aux autres et de la distance entre les plaques, il est possible d'adapter très facilement l'échangeur thermique aux conditions de fonctionnement des échangeurs et à la compacité requise. En effet, la section des chemins de circulation ou d'écoulement peut être variée aisément, modifiant les pertes de charge au travers de l'empilement et la taille de l'empilement.
  • Les plaques d'échange thermique du dispositif d'échange thermique peuvent être identiques. Elles peuvent être orientées l'une par rapport à l'autre de sorte que chaque sommet d'une plaque d'échange thermique soit en appui contre un creux d'une autre plaque d'échange thermique.
  • Les plaques d'échange thermique peuvent, le cas échéant, être solidarisées entre elles par des points de soudure ou de colle au niveau d'un creux et d'un sommet, de deux sommets ou de deux creux.
  • En outre, l'invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de fabrication d'une plaque d'échange thermique telle que définie précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
    1. a) fabrication par extrusion de bandes, notamment en polymère, munies d'au moins un canal,
    2. b) mise en forme de chaque bande par déformation à chaud de sorte à réaliser une ondulation de la bande permettant l'obtention d'une bande gaufrée,
    3. c) fixation d'au moins un élément d'assemblage à chaque extrémité de chaque bande pour permettre l'assemblage de plaques d'échange thermique les unes aux autres.
  • En variante, ledit un élément d'assemblage peut former une boîte d'extrémité creuse à l'intérieur de laquelle débouchent le ou les canaux destinés à la circulation du premier fluide, formée par surmoulage au niveau des extrémités de chaque bande.
  • La plaque d'échange thermique, le dispositif d'échange thermique et le procédé de fabrication selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques énoncées dans la description, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques.
    • BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemples de mise en oeuvre non limitatifs de celle-ci, ainsi qu'à l'examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'une bande pour une première variante d'une plaque d'échange thermique conforme à l'invention,
    • la figure 2 est une vue agrandie et partielle de la figure 1,
    • la figure 3 est une vue partielle en perspective d'un exemple d'élément d'assemblage sous forme d'intercalaire pour une variante de plaque d'échange thermique ne faisant pas partie de l'invention,
    • la figure 4 représente, en perspective, un exemple de dispositif d'échange thermique obtenu par la superposition de plaques d'échange thermique selon une variante ne faisant pas partie de l'invention,
    • la figure 5 est une vue agrandie et partielle de la figure 4,
    • les figures 6 et 7 sont des vues en perspective d'exemples distincts de réalisation de bande pour une variante d'une plaque d'échange thermique conforme à l'invention,
    • la figure 8 représente, en perspective, un exemple de dispositif d'échange thermique obtenu par la superposition de plaques d'échange thermique selon une deuxième variante, et
    • la figure 9 est vue partielle et agrandie, de face, de la figure 8.
  • Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues.
  • De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles.
    • EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
  • Il est précisé que, dans la description qui va suivre de deux exemples de réalisation particuliers de l'invention, chaque bande est obtenue à partir d'un matériau polymère et fabriquée par extrusion et mise en forme à chaud pour former l'ondulation.
  • De plus, de façon commune aux deux modes de réalisation décrits ci-après, chaque plaque d'échange thermique 2 permet l'échange thermique entre un premier fluide et un deuxième fluide, par exemple de l'air. La plaque d'échange thermique 2 s'étend dans un plan P et comprend au moins deux bandes B1 et B2 s'étendant entre un premier bord 4 et un deuxième bord 6 de la plaque d'échange thermique 2, opposé au premier bord 4, selon une première direction X.
  • Les bandes B1, B2 sont disposées l'une à côté de l'autre selon une deuxième direction Y, perpendiculaire à la première direction X, chacune des bandes B1, B2 comportant des canaux 5 s'étendant du premier bord 4 au deuxième bord 6 et débouchant dans le premier bord 4 et le deuxième bord 6, pour la circulation du premier fluide. En outre, les bandes B1, B2 présentent chacune une ondulation comprenant des sommets 9 et des creux 7, deux bandes B1, B2 directement voisines étant disposées relativement l'une par rapport à l'autre de telle sorte qu'un sommet 9 d'une bande B1 et un sommet 9 de la bande B2 directement voisine soient décalés suivant la première direction X et de telle sorte que, suivant la deuxième direction Y, le sommet 9 d'un bande B1 et le creux 7 de la bande B2 directement voisine délimitent des chemins de circulation C1, C2 du deuxième fluide, comme visible sur les figures 4 et 8.
  • Selon l'invention, chaque plaque d'échange thermique 2 comporte au moins un élément d'assemblage 12 sur chacun de ses premier 4 et deuxième 6 bords, solidarisé aux bandes B1, B2 permettant l'assemblage de la plaque d'échange thermique 2 avec une ou plusieurs autres plaques d'échange thermique 2 au sein du dispositif d'échange thermique 10. Deux réalisations possibles d'un élément d'assemblage 11, ne faisant pas partie de l'invention, et 12, selon l'invention sont ainsi décrites par la suite.
  • Plus précisément, en référence aux figures 1 à 5, on a illustré une variante de réalisation ne faisant pas partie de l'invention.
  • Selon cette variante, plusieurs bandes B sont réalisées individuellement à partir d'un matériau polymère par extrusion.
  • La réalisation d'une bande B par extrusion se fait au moyen d'une extrudeuse dont la filière est équipée d'une filière de calibrage permettant de conférer à la matière extrudée une structure alvéolaire, comme représenté sur les figures 1 et 2.
  • Plus particulièrement, la bande B présente deux parois sensiblement parallèles formant les faces supérieure Bs et inférieure Bi de la bande B, s'étendant selon la première direction X, et une pluralité de cloisons internes 23, sensiblement parallèles les unes aux autres et perpendiculaires aux deux parois Bs et Bi, reliant les parois entre elles, de sorte à définir une pluralité de microcanaux 5, chacun d'entre eux formant une alvéole correspondant à l'espace entre deux cloisons 23 successives et les deux parois Bs et Bi. De préférence, chaque bande B présente ainsi plusieurs microcanaux 5 parallèles répartis le long de la deuxième direction Y, perpendiculaire à la première direction X.
  • Par exemple, comme représentées sur la figure 2, la hauteur hc des microcanaux 5 est comprise entre 0,5 et 3 mm, étant par exemple de l'ordre de 1 mm. La largeur Ic des microcanaux est de même comprise entre 0,5 et 3 mm, étant par exemple de l'ordre de 1 mm. De façon plus générale, chaque microcanal 5 peut présenter un diamètre hydraulique compris entre 0,5 mm et 10 mm.
  • De plus, chaque bande B peut comporter de 4 à 50 microcanaux, et préférentiellement de l'ordre de 10 microcanaux. Chaque bande B peut présenter une épaisseur de paroi comprise entre 0,2 et 1 mm, par exemple égale à environ 0, 3 mm.
  • Par ailleurs, après extrusion, chaque bande B est mise en forme (gaufrage) par déformation à chaud afin de réaliser une ondulation entre les extrémités longitudinales de chaque bande B. De préférence, cette ondulation est périodique.
  • L'ondulation est avantageusement la même pour toutes les bandes B. Toutefois, les ondulations de deux bandes adjacentes sont déphasées au niveau de la plaque d'échange thermique 2, de sorte qu'un creux 7 d'une bande soit aligné avec un sommet 9 de la bande adjacente dans la deuxième direction Y. Ainsi, comme visible sur la figure 4 par exemple, des chemins de circulation C1, C2 de section maximale sont délimités.
  • L'ondulation peut correspondre à une courbe sinusoïdale. De préférence, l'ondulation est en arc de cercle, comprenant une juxtaposition de courbes élémentaires en forme de « S », chacune formée par la réunion de deux demi-cercles inversés l'un par rapport à l'autre.
  • Comme visible sur la figure 1, le pas po de l'ondulation, correspondant à la distance entre deux sommets 9 successifs, peut par exemple être compris entre 10 et 30 mm, étant préférentiellement de l'ordre de 20 mm. De plus, chaque bande B peut comporter entre 4 et 50, préférentiellement 6, ondulations. Enfin, l'angle de l'ondulation a, qui représente l'inclinaison d'une ondulation par rapport à l'horizontal formé par la première direction X, est par exemple compris entre 10 et 80°, étant préférentiellement de l'ordre de 30°.
  • L'ondulation de chaque bande B peut être réalisée par une opération en sortie de filière, alors que le profil est encore plastique sur une bande extrudée de largeur appropriée.
  • En variante, on peut réaliser cette opération d'ondulation sur une bande découpée dans une plaque extrudée de grande largeur. Cette bande est alors réchauffée par air chaud, infrarouge, etc...., ou tout autre moyen connu de l'Homme du métier, pour atteindre un état plastique, puis être déformée par calandrage sur un outillage de forme.
  • Par ailleurs, chaque bande B obtenue comporte une première portion plane 13 formant au moins en partie le premier bord 4 de la plaque d'échange thermique 2 à former et une deuxième portion plane 14 formant au moins en partie le deuxième bord 6 de la plaque d'échange thermique 2 à former.
  • Une fois les bandes B obtenues, telles que représentées sur les figures 1 et 2, des éléments d'assemblage 11 tels que représentés sur la figure 3 sont utilisés, ceux-ci étant solidarisés aux première 13 et deuxième 14 portions planes de chaque bande B.
  • Ces éléments d'assemblage 11 forment des éléments d'assemblage intercalaires 11 qui, comme visible sur la figure 4 représentant le dispositif d'échange thermique 10 obtenu selon un exemple de mise en oeuvre ne faisant pas partie de l'invention, sont positionnés entre deux plaques d'échange thermique 2 adjacentes verticalement, s'étendant sur tout le bord des plaques.
  • Chaque élément d'assemblage intercalaire 11 comporte une face supérieure 11s s'étendant selon le plan P tel que défini par la suite en lien avec la figure 8, destinée à être solidarisée par soudure à une première plaque d'échange thermique 2, et une face inférieure 11i s'étendant selon le plan P, destinée à être solidarisée par soudure à une deuxième plaque d'échange thermique 2, les première et deuxièmes plaques étant au contact l'une de l'autre. Comme visible sur la figure 5, au sein d'une même plaque d'échange thermique 2, plusieurs bandes B peuvent être soudées ensemble le long de lignes de soudure Ls pour augmenter le nombre de microcanaux 5 selon la deuxième direction Y, tandis que préférentiellement les éléments intercalaires 11 sont en une seule partie le long de la deuxième direction Y, un même élément intercalaire 11 étant ainsi disposé sur au moins deux bandes B soudées entre elles.
  • La soudure permet d'assurer l'étanchéité entre les bandes ondulées B et les éléments intercalaires 11. Elle est réalisée alors que les éléments intercalaires 11 et les bandes B sont situés dans un outillage de positionnement. La soudure peut notamment consister en la fusion des parois adjacentes, que ce soient les parois extérieures des bandes ou les nervures 15 des éléments intercalaires 11. Cette soudure est réalisée par air chaud, par panneaux radiants dans l'infrarouge, par laser ou par toute autre technique connue de l'Homme du métier pour réaliser ce type de soudure.
  • Suivant le dispositif de soudure utilisé, l'ensemble peut être soudé en une seule opération, ou en faisant déplacer une source de soudure à une vitesse prédéterminée devant les pièces à souder. Il est également possible de disposer d'un dispositif de soudure fixe et de faire déplacer l'assemblage comprenant les pièces à souder.
  • Par ailleurs, comme visible sur la figure 3, chaque élément intercalaire 11 comporte, sur ses deux faces latérales 11l, deux nervures 15 s'étendant perpendiculairement à la face latérale 11l correspondante et sur toute la longueur de la face latérale 11l selon la deuxième direction Y. Aussi, chaque élément intercalaire 11 comporte quatre nervures 15 formées aux intersections entre les faces latérales 11l et les faces supérieure 11s et inférieure 11i dans le prolongement selon la deuxième direction Y des faces supérieure 11s et inférieure 11i.
  • Ces éléments intercalaires 11 peuvent avantageusement être réalisés en un matériau polymère. Les nervures 15, ou encore désignées comme étant des « dents », peuvent être formées d'un côté ou des deux côtés, comme ici, de l'élément intercalaire 11. Elles peuvent être réalisées soit directement par extrusion, soit en variante par usinage. De façon avantageuse, ces nervures 15 permettent de faciliter la soudure des éléments intercalaires 11 avec les bandes B.
  • A titre d'exemples, comme visible sur la figure 3, la hauteur hz d'une nervure 15, soit sa dimension selon la troisième direction Z, peut être de l'ordre de 0,30 mm. De même, la largeur lx d'une nervure 15, soit sa dimension selon la première direction X, peut être de l'ordre de 0,5 mm. De plus, la hauteur hi de l'élément intercalaire 11 entre deux nervures 15 situées sur une même face latérale 11l respectivement dans le prolongement de la face supérieure 11s et de la face inférieure 11i, correspondant à la dimension selon la troisième direction Z entre ces deux nervures 15, peut être de l'ordre de 3,20 mm. Enfin, la largeur l¡ d'un élément intercalaire 11 comprenant deux nervures 15 opposées sur les faces latérales 11l, correspondant à la dimension selon la première direction X de l'élément intercalaire 11 comprenant deux nervures 15, peut être de l'ordre de 11 mm.
  • En référence maintenant aux figures 6 à 9, on a illustré une variante de réalisation de l'invention.
  • Comme précédemment, une pluralité de bandes B est réalisée par extrusion d'un matériau polymère, et ces bandes B sont ensuite ondulées par déformation à chaud.
  • Toutefois, dans cet exemple, comme il ressort des figures 6, 7 et 8, chaque bande B comporte, à chacune de ses extrémités situées respectivement au niveau du premier bord 4 et du deuxième bord 6 de la plaque d'échange thermique 2, un élément d'assemblage 12 sous la forme d'une boîte d'extrémité creuse 12, formée par surmoulage et à l'intérieur de laquelle débouchent les canaux 5 destinés à la circulation du premier fluide.
  • Les boîtes d'extrémité 12 permettent l'assemblage des plaques d'échange thermique 2 pour le dispositif d'échange thermique 10 à la manière d'un jeu de Lego®, par encastrement des boîtes d'extrémité 12 les unes sur les autres, et ce de manière étanche.
  • Pour ce faire, comme représenté sur la figure 6, chaque boîte d'extrémité creuse 12 peut comporter des faces latérales 18 ouvertes, s'étendant perpendiculairement au plan P, et des faces supérieure et inférieure 19 fermées, s'étendant selon le plan P, pour permettre un écoulement du premier fluide selon la deuxième direction Y.
  • En variante, comme représenté sur la figure 7, chaque boîte d'extrémité creuse 12 peut comporter des faces latérales 18 fermées, s'étendant perpendiculairement au plan P, et des faces supérieure et inférieure 19 ouvertes, s'étendant selon le plan P, pour permettre un écoulement du premier fluide selon une troisième direction verticale Z, les première X, deuxième Y et troisième Z directions formant un trièdre direct.
  • Après assemblage des plaques d'échange thermique 2 entre elles grâce aux encastrements des boîtes d'extrémité creuses 12, des boîtes d'entrée/sortie de liquide de l'échangeur thermique complet peuvent être positionnées et solidarisées de manière étanche.
  • Dans l'exemple de la figure 6, le premier liquide circule dans l'axe d'écoulement du deuxième liquide. Dans l'exemple de la figure 7, le premier liquide circule perpendiculairement à l'axe d'écoulement du deuxième liquide.
  • Pour permettre l'assemblage, chaque boîte d'extrémité creuse 12 comporte, sur une première face, une nervure d'assemblage mâle 20 et, sur une deuxième face opposée à la première face, une rainure d'assemblage femelle 21, l'assemblage d'une nervure d'assemblage mâle 20 d'une première boîte d'extrémité creuse 12 avec une rainure d'assemblage femelle 21 d'une deuxième boîte d'extrémité creuse 12 permettant l'assemblage des première et deuxième boîtes d'extrémité 12, et ainsi l'assemblage d'une pluralité de bandes B entre elles pour former des plaques d'échange thermique 2.
  • La figure 8 représente le dispositif d'échange thermique 10 obtenu avec des boîtes d'extrémité creuses 12 selon le principe de la figure 6, soit avec des boîtes ou collecteurs 12 surmoulés dans l'axe d'écoulement du deuxième liquide. De la même manière, on pourrait assembler l'ensemble dans une configuration avec des collecteurs 12 perpendiculaires à l'axe d'écoulement du deuxième liquide.
  • L'assemblage étanche peut être réalisé par collage à l'aide d'une colle adaptée au polymère utilisé pour les boîtes d'extrémité 12.
  • Il est à noter que le fluide circulant dans les plaques 2 est par exemple un liquide, un gaz ou un mélange liquide/gaz. Le fluide circulant selon la deuxième direction Y est par exemple un gaz ou un mélange de gaz, comme l'air ou un liquide.
  • Le fonctionnement du dispositif d'échange thermique 10 va maintenant être décrit. Un premier fluide est mis en circulation dans les microcanaux 5 via des collecteurs d'alimentation et d'évacuation, le collecteur d'alimentation étant connecté à une source de premier fluide et le collecteur d'évacuation étant connecté par exemple à une zone de stockage de ce premier fluide. Une pompe est par exemple mise en oeuvre pour assurer la circulation du premier fluide. Le collecteur d'évacuation peut être relié au collecteur d'alimentation pour faire circuler le premier fluide en circuit fermé dans les plaques 2.
  • Simultanément, le deuxième fluide, par exemple de l'air, circule entre les bandes B des plaques 2, par exemple par convection forcée au moyen d'un ventilateur. Le premier fluide échange par convection avec le matériau des bandes B et les bandes B échangent par convection avec l'air.
  • Du fait de la tortuosité des microcanaux 5, les échanges thermiques sont favorisés entre le premier fluide et le matériau des bandes B. Du fait de la très grande surface d'échange thermique, et de l'interruption des couches limites sur les bords d'attaque de chaque bande, les échanges entre l'air et les bandes B sont favorisés par rapport à des plaques multicanaux planes. De plus les pertes de charge sont faibles pour le deuxième fluide assurant une circulation d'air importante. Le dispositif 10 permet des échanges thermiques très efficaces dans un encombrement réduit.
  • Par ailleurs, les bandes B, réalisées par extrusion, peuvent être réalisées en tous matériaux polymères aptes à être extrudés, tels que le PVDF (Polyfluorure de 10 Vinylidène), le PPO (Oxyde de Polyphénilène), le PP (Polypropylène), le PVCC (Polychlorure de Vinyle surchloré), le PA (Polyamide), le PPS (Polysulfure de phénylène), le PEI (Polyétherimide), le PSU (Polysulfone), le PBI (Polybenzidimazole), le PFA 15 (Perfluoroalkoxy), le PEEK (Polyetheretherketone), le PMMA (Polymethacrylate de Méthyle). Des charges telles que par exemple du carbone, du nitrure de bore, des fibres de verre ou de carbone, des nanotubes de carbone peuvent être incorporées dans le polymère pour améliorer ses propriétés de conductivité thermique et/ou de résistance mécanique.
  • Les éléments d'assemblage 11, 12 peuvent de préférence être réalisés avec les mêmes matériaux que les plaques d'échange thermique 2 extrudées.
  • Par ailleurs, comme visible sur la figure 9, les plaques d'échange thermique 2 présentent une forme telle que les sections de passage libres pour le deuxième fluide, typiquement de l'air, sont identiques ou proches, de manière à éviter les passages préférentiels de l'air.
  • De façon avantageuse, la plaque d'échange thermique et le dispositif d'échange thermique selon l'invention sont de réalisation relativement simple, mettant en oeuvre peu de pièces. Il en résulte un coût de fabrication réduit par rapport aux plaques et aux dispositifs de l'art antérieur. Ils sont robustes et offrent une bonne fiabilité, du fait du nombre limité de pièces assemblées. De plus, ils présentent une bonne modularité dans la mesure où la taille du dispositif d'échange thermique est aisément ajustable.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits. Diverses modifications peuvent y être apportées par l'homme du métier.

Claims (10)

  1. Plaque d'échange thermique (2) pour dispositif d'échange thermique (10) entre un premier fluide et un deuxième fluide, la plaque d'échange thermique (2) s'étendant dans un plan (P), la plaque d'échange thermique (2) comprenant au moins deux bandes (B, B1, B2) s'étendant entre un premier bord (4) de la plaque d'échange thermique (2) et un deuxième bord (6) de la plaque d'échange thermique (2), opposé au premier bord (4), selon une première direction (X), les bandes (B, B1, B2) étant disposées l'une à côté de l'autre selon une deuxième direction (Y), perpendiculaire à la première direction (X), chacune des bandes (B, B1, B2) comportant au moins un canal (5), notamment une pluralité de canaux (5), s'étendant du premier bord (4) au deuxième bord (6) et débouchant dans le premier bord (4) et le deuxième bord (6), ledit au moins un canal (5) étant destiné à la circulation d'un premier fluide, lesdites bandes (B, B1, B2) présentant chacune une ondulation comprenant des sommets (9) et des creux (7), deux bandes (B, B1, B2) directement voisines étant disposées relativement l'une par rapport à l'autre de telle sorte qu'un sommet (9) d'une bande (B1) et un sommet (9) de la bande (B2) directement voisine soient décalés suivant la première direction (X) et de telle sorte que, suivant la deuxième direction (Y), le sommet (9) d'un bande (B1) et le creux (7) de la bande (B2) directement voisine délimitent des chemins de circulation (C1, C2) d'un deuxième fluide,
    la plaque d'échange thermique (2) comportant au moins un élément d'assemblage (11, 12) sur chacun de ses premier (4) et deuxième (6) bords, solidarisé auxdites au moins deux bandes (B, B1, B2) permettant l'assemblage de la plaque d'échange thermique (2) avec une ou plusieurs autres plaques d'échange thermique (2) au sein du dispositif d'échange thermique (10),
    caractérisée en ce que chaque bande (B, B1, B2) comporte, à chacune de ses extrémités situées respectivement au niveau du premier bord (4) et du deuxième bord (6) de la plaque d'échange thermique (2), un élément d'assemblage (12) sous la forme d'une boîte d'extrémité creuse (12) à l'intérieur de laquelle débouchent le ou les canaux (5) destinés à la circulation du premier fluide,
    et en ce que chaque boîte d'extrémité creuse (12) comporte, sur une première face, une nervure d'assemblage mâle (20) et, sur une deuxième face opposée à la première face, une rainure d'assemblage femelle (21), l'assemblage d'une nervure d'assemblage mâle (20) d'une première boîte d'extrémité creuse (12) avec une rainure d'assemblage femelle (21) d'une deuxième boîte d'extrémité creuse (12) permettant l'assemblage des première et deuxième boîtes d'extrémité (12), et ainsi l'assemblage d'une pluralité de bandes (B, B1, B2) entre elles pour former une ou plusieurs plaques d'échange thermique (2).
  2. Plaque d'échange thermique selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque bande (B, B1, B2) présente une structure alvéolaire, présentant deux parois sensiblement parallèles formant les faces supérieure (Bs) et inférieure (Bi) de la bande (B, B1, B2), s'étendant selon la première direction (X), et une pluralité de cloisons internes (23), sensiblement parallèles les unes aux autres et perpendiculaires aux deux parois (Bs, Bi), reliant les parois entre elles, de sorte à définir une pluralité de microcanaux (5), chaque canal (5) formant une alvéole correspondant à l'espace entre deux cloisons (23) successives et les deux parois (Bs, Bi).
  3. Plaque d'échange thermique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque boîte d'extrémité creuse (12) comporte des faces latérales (18) ouvertes, s'étendant perpendiculairement au plan (P), et des faces supérieure et inférieure (19) fermées, s'étendant selon le plan (P), pour permettre un écoulement du premier fluide selon la deuxième direction (Y).
  4. Plaque d'échange thermique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque boîte d'extrémité creuse (12) comporte des faces latérales (18) fermées, s'étendant perpendiculairement au plan (P), et des faces supérieure et inférieure (19) ouvertes, s'étendant selon le plan (P), pour permettre un écoulement du premier fluide selon une troisième direction verticale (Z), les première (X), deuxième (Y) et troisième (Z) directions formant un trièdre direct.
  5. Plaque d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque bande (B, B1, B2) est réalisée en un matériau polymère et fabriquée par extrusion et mise en forme.
  6. Plaque d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que toutes les bandes (B, B1, B2) présentent la même ondulation, les ondulations de deux bandes adjacentes (B1, B2) étant déphasées, le déphasage étant tel qu'un creux (7) d'une bande (B1) est aligné avec un sommet (9) de la bande adjacente (B2) dans la deuxième direction (Y), le profil général de l'ondulation des bandes (B, B1, B2) étant une courbe sinusoïdale.
  7. Plaque d'échange thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que toutes les bandes (B, B1, B2) présentent la même ondulation, les ondulations de deux bandes adjacentes (B1, B2) étant déphasées, le déphasage étant tel qu'un creux (7) d'une bande (B1) est aligné avec un sommet (9) de la bande adjacente (B2) dans la deuxième direction (Y), le profil général de l'ondulation des bandes (B, B1, B2) étant en arc de cercle, comprenant une juxtaposition de courbes élémentaires en forme de « S », chacune formée par la réunion de deux demi-cercles inversés l'un par rapport à l'autre.
  8. Dispositif d'échange thermique (10), caractérisé en ce qu'il comporte au moins une plaque d'échange thermique (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  9. Procédé de fabrication d'une plaque d'échange thermique (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
    a) fabrication par extrusion de bandes (B, B1, B2) munies d'au moins un canal (5),
    b) mise en forme de chaque bande (B, B1, B2) par déformation à chaud de sorte à réaliser une ondulation de la bande permettant l'obtention d'une bande gaufrée,
    c) fixation d'au moins un élément d'assemblage (11, 12) à chaque extrémité de chaque bande (B, B1, B2) pour permettre l'assemblage de plaques d'échange thermique (2) les unes aux autres.
  10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit un élément d'assemblage (12) forme une boîte d'extrémité creuse (12) à l'intérieur de laquelle débouchent le ou les canaux (5) destinés à la circulation du premier fluide, formée par surmoulage au niveau des extrémités de chaque bande (B, B1, B2).
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