FR3133432A1 - Plaque commune d’un module thermique d’un circuit de fluide réfrigérant - Google Patents
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Abstract
Plaque commune d’un module thermique d’un circuit de fluide réfrigérant.
Module thermique (1) d’un circuit de fluide réfrigérant (2), le module thermique (1) comprenant deux échangeurs de chaleur (4, 4a, 4b) et un dispositif d’accumulation (6) du fluide réfrigérant, le module thermique (1) comprenant une plaque commune (8) aux deux échangeurs de chaleur (4, 4a, 4b) et au dispositif d’accumulation (6), caractérisé en ce que la plaque commune (8) comprend quatre passages (11, 11a, 11b, 11c, 11d) du circuit de fluide réfrigérant (2) formées dans un volume (7) de la plaque commune (8), chacun des passages (11, 11a, 11b, 11c, 11d) étant reliée au dispositif d’accumulation (6), ledit dispositif d’accumulation (6) étant constitué d'une cloison supérieure (61), d'une cloison inférieure (62) et d'au moins une paroi périphérique (63), ledit dispositif d’accumulation (6) logeant un échangeur interne (5) et une zone d'accumulation (9).
Figure 1
Description
La présente invention porte sur un module thermique d’un circuit de fluide réfrigérant d’un véhicule.
Les circuits de fluide réfrigérant installés au sein de véhicule automobile permettent de contrôler la température de différents composants et/ou espaces du véhicule, comme par exemple un dispositif de stockage électrique et/ou un habitacle dudit véhicule. A cette fin, les circuits de fluide réfrigérant comprennent au moins un module thermique composé entre autres d’un échangeur thermique, d’un échangeur de chaleur interne et d’un accumulateur qui participent aux échanges thermiques du circuit de fluide réfrigérant. Le module thermique est fluidiquement relié à d’autres composants du circuit de fluide réfrigérant tel qu’un dispositif de régulation thermique de l’habitacle, afin d’optimiser les échanges thermiques au sein dudit circuit de fluide réfrigérant, ou encore un compresseur de manière à mettre en œuvre le cycle thermodynamique au sein du circuit de fluide réfrigérant.
Les circuits de fluide réfrigérant actuels représentent une part importante d’un volume du véhicule, notamment de par la multitude de composants qu’ils comprennent mais également de par la disposition spatiale de chacun de ces composants au sein du véhicule. Par ailleurs, une disposition éloignée des composants les uns par rapport aux autres augmente la quantité de fluide réfrigérant, le risque de fuite et complexifie le système. Notamment, la longueur des conduites permettant de relier fluidiquement les composants du circuit de fluide réfrigérant entre eux impacte directement la quantité de fluide réfrigérant nécessaire dans ledit circuit ainsi que l’espace occupé par ce dernier au sein du véhicule automobile.
Ainsi, les circuits de fluide réfrigérant peuvent être améliorés, notamment du point de vue de leur compacité, afin de réduire, d’une part, les coûts de fabrication dus à l’étendue des conduits reliant fluidiquement les différents composants du circuit de fluide réfrigérant et, d’autre part, la place occupée par ses composants dans le volume du véhicule, libérant ainsi plus de volume pour d’autres éléments du véhicule ou encore pour ces occupants.
L’invention porte donc sur un module thermique d’un circuit de fluide réfrigérant, le module thermique comprenant deux échangeurs de chaleur et un dispositif d’accumulation du fluide réfrigérant, le module thermique comprenant une plaque commune aux deux échangeurs de chaleur et au dispositif d’accumulation, caractérisé en ce que la plaque commune comprend quatre passages du circuit de fluide réfrigérant formées dans un volume de la plaque commune, chacun des passages étant relié au dispositif d’accumulation. Le dispositif d’accumulation est constitué d'une cloison supérieure, d'une cloison inférieure et d'au moins une paroi périphérique, ledit dispositif d’accumulation logeant un échangeur interne et une zone d'accumulation. Ledit dispositif d’accumulation est caractérisé en ce qu’il loge aussi :
- une paroi de confinement de l'échangeur interne par rapport à la zone d'accumulation,
- une première conduite qui relie la zone d’accumulation au circuit de fluide réfrigérant,
- une deuxième conduite qui relie la zone d’accumulation à l’échangeur interne.
On entend par plaque commune le fait que ladite plaque commune est en contact direct avec les deux échangeurs de chaleur et avec le dispositif d’accumulation. En d’autres termes, la plaque commune forme un élément de maintien mécanique qui porte les deux échangeurs de chaleur et le dispositif d’accumulation.
Les passages formés dans la plaque commune correspondent à des évidements de matière dans une épaisseur de la plaque commune. Dit autrement, les passages s’étendent dans le volume de la plaque commune et servent à canaliser le fluide réfrigérant quand il passe d’un composant à l’autre.
L’échangeur interne permet de réaliser un transfert de calories entre une portion basse pression du circuit de fluide réfrigérant et une portion haute pression dudit circuit de fluide réfrigérant. Un tel échange de calories permet d’optimiser les propriétés thermodynamiques du circuit de fluide réfrigérant.
Selon une caractéristique de l’invention, les deux échangeurs de chaleur sont disposés au contact d’une même face de la plaque commune.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif d’accumulation est au contact de la face de la plaque commune sur laquelle sont disposés les deux échangeurs de chaleur.
Selon une caractéristique de l’invention, l’échangeur interne est au contact de la face de la plaque commune sur laquelle sont disposés les deux échangeurs de chaleur.
Selon une caractéristique de l’invention, les deux échangeurs de chaleur disposés sur la plaque commune sont en contact au moins en partie l’un de l’autre.
Selon une alternative de l’invention, au moins un moyen d’isolation thermique est disposé entre les deux échangeurs de chaleur disposés sur la plaque commune.
Le moyen d’isolation thermique peut être une lame d’air ou encore un dispositif d’isolation thermique comme une plaque isolante, une mousse ou une laine thermiquement isolante.
Selon une caractéristique de l’invention, chaque passage comprend un premier port et un deuxième port, chaque port de chacun des passages s’ouvrant sur une face supérieure de la plaque commune. On comprend que la face supérieure de la plaque commune correspond à la face sur laquelle sont disposés les deux échangeurs de chaleur.
Selon une caractéristique de l’invention, au moins un des échangeurs de chaleur et/ou l’échangeur interne s’étend dans un plan d’extension au moins en partie contenu dans une épaisseur de la plaque commune.
Selon une caractéristique de l’invention, la plaque commune comprend une face supérieure et une face latérale, chaque passage comprenant un premier port et un deuxième port, au moins un des ports s’ouvrant sur la face supérieure et au moins un deuxième port s’ouvrant sur la face latérale. On comprend que l’au moins un des échangeurs de chaleur et/ou l’échangeur interne qui s’étend dans un plan d’extension au moins en partie contenu dans l’épaisseur de la plaque commune est au contact, au moins partiellement, de la face latérale de la plaque commune.
Selon une caractéristique de l’invention, au moins un élément d’isolation thermique est disposé entre au moins un des échangeurs de chaleur disposé sur la plaque commune et le dispositif d’accumulation. L’élément d’isolation peut être par exemple et de manière non limitative une lame d’air ou encore un organe d’isolation thermique, comme une plaque isolante, une mousse ou une laine thermiquement isolante.
Selon une caractéristique de l’invention, le module thermique comprend au moins un compresseur solidaire de la plaque commune. On comprend que le compresseur est disposé sur la même face de la plaque commune portant les deux échangeurs de chaleur ou sur la face latérale de ladite plaque commune.
Selon une caractéristique de l’invention, les deux échangeurs de chaleur sont un condenseur à liquide, configuré pour opérer un échange de calories entre le fluide réfrigérant d’une portion haute pression du circuit de fluide réfrigérant et un liquide caloporteur, et un refroidisseur, configuré pour opérer un échange de calories entre le fluide réfrigérant d’une portion basse pression du circuit de fluide réfrigérant et un liquide caloporteur. Un premier passage du circuit de fluide réfrigérant relie fluidiquement le condenseur à liquide et le dispositif d’accumulation, un deuxième passage du circuit de fluide réfrigérant relie fluidiquement le dispositif d’accumulation au condenseur à liquide, un troisième passage du circuit de fluide réfrigérant relie fluidiquement le refroidisseur et le dispositif d’accumulation et un quatrième passage du circuit de fluide réfrigérant relie fluidiquement le dispositif d’accumulation au compresseur, les premiers, deuxième, troisième et quatrième passages s’étendant dans le volume de la plaque commune.
Selon une caractéristique de l’invention, le module thermique comprend au moins un organe de détente et une valve.
L’organe de détente peut être par exemple un détenteur et permet d’abaisser la pression du fluide réfrigérant lorsque ce dernier le traverse.
L’invention porte également sur un circuit de fluide réfrigérant qui comprend au moins un module thermique selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes, et au moins un évaporateur. Un tel évaporateur est un échangeur thermique configuré pour refroidir le fluide le traversant, notamment de l’air ou un liquide caloporteur, au contact du fluide réfrigérant, qui tend alors à s’évaporer.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
Il faut tout d’abord noter que si les figures exposent l’invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, ces figures peuvent bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Il est également à noter que ces figures n’exposent que quelques exemples de réalisation de l’invention.
La illustre un module thermique 1 d’un circuit de fluide réfrigérant 2 utilisé pour refroidir un dispositif de stockage électrique d’un véhicule électrique ou hybride.
Il convient de considérer que, dans un premier temps, le module thermique 1 va être décrit uniquement dans sa configuration spatiale, c’est-à-dire en décrivant la position des éléments le composant les uns par rapport aux autres. Dans un deuxième temps, le module thermique 1 sera décrit d’un point de vue fonctionnel, c’est-à-dire en décrivant le fonctionnement de ses éléments les uns par rapport aux autres, et au sein du circuit de fluide réfrigérant 2.
Le module thermique 1 illustré de la comprend deux échangeurs de chaleur 4 et un dispositif d’accumulation 6 du fluide réfrigérant, le module thermique 1 comprenant une plaque commune 8 au moins aux deux échangeurs de chaleur 4 et au dispositif d’accumulation 6.
Selon un exemple non limitatif de l’invention, les aux moins deux échangeurs de chaleur 4 sont un condenseur à liquide 4a du circuit de fluide réfrigérant 2, configuré pour opérer un échange de calories entre le fluide réfrigérant d’une portion haute pression du circuit de fluide réfrigérant 2 et un liquide caloporteur, et un refroidisseur 4b, configuré pour opérer un échange de calories entre le fluide réfrigérant d’une portion basse pression du circuit de fluide réfrigérant 2 avec un liquide caloporteur, de tels échanges étant détaillés plus loin dans la description, notamment à la .
Selon l’invention, le dispositif d’accumulation 6 est constitué d'une cloison supérieure 61, d'une cloison inférieure 62 et d'au moins une paroi périphérique 63, ledit dispositif d’accumulation 6 logeant un échangeur interne 5 et une zone d'accumulation 9, caractérisé en ce que le dispositif d’accumulation 6 loge aussi : - une paroi de confinement 64 de l'échangeur interne 5 par rapport à la zone d'accumulation 9, - une première conduite 10a qui relie la zone d’accumulation 9 au circuit de fluide réfrigérant 2, - une deuxième conduite 10b qui relie la zone d’accumulation 9 à l’échangeur interne 5.
On entend par plaque commune 8 le fait que les deux échangeurs de chaleur 4 ainsi que le dispositif d’accumulation 6 sont disposés au contact de ladite plaque commune 8, cette dernière formant un élément de maintien mécanique de ces trois composants.
Selon une caractéristique de l’invention, les deux échangeurs de chaleur 4 sont disposés sur une même face 14 de la plaque commune 8. De manière plus précise, on définit une face supérieure 14a de la plaque commune 8 sur laquelle sont disposés par contact les deux échangeurs de chaleur 4. Tel que visible à la , le dispositif d’accumulation 6 est également au contact de la face 14, ici la face supérieure 14a, de la plaque commune 8. Plus précisément, l’échangeur interne 5 du dispositif d’accumulation 6 est au contact de la face supérieure 14a de la plaque commune 8. Par ailleurs, selon une disposition particulière du module thermique 1, le refroidisseur 4b est disposé entre le dispositif d’accumulation 6 et le condenseur à liquide 4a, selon une direction d’allongement principal P de la plaque commune 8.
Selon le premier exemple de l’invention de la , les aux moins deux échangeurs de chaleur 4, à savoir le condenseur à liquide 4a et le refroidisseur 4b, sont disposés sur la plaque commune 8 de telle sorte qu’ils soient au moins en partie en contact l’un de l’autre. On comprend qu’une telle caractéristique permet d’optimiser la compaction du module thermique 1. Par ailleurs, selon l’exemple de l’invention de la , au moins un des échangeurs de chaleur 4 est en contact au moins en partie du dispositif d’accumulation 6. En l’espèce, au moins le refroidisseur 4b est en contact au moins en partie du dispositif d’accumulation 6.
Toujours selon l’exemple de l’invention de la , le module thermique 1 comprend au moins un compresseur 20 solidaire de la plaque commune 8. Le compresseur 20 est notamment disposé à une extrémité de la plaque commune 8, opposée à l’extrémité sur laquelle est disposé le dispositif d’accumulation 6. Ainsi, on comprend de ce qui précède que, selon la direction d’allongement principal P de la plaque commune 8, le refroidisseur 4b est disposé entre le dispositif d’accumulation 6 et le condenseur à liquide 4a et que ledit condenseur à liquide 4a est disposé entre le refroidisseur 4b et le compresseur 20.
Selon l’invention, la plaque commune 8 comprend au moins quatre passages 11 du circuit de fluide réfrigérant 2 formées dans un volume 7 de la plaque commune 8, chacun des passages 11 reliant le dispositif d’accumulation 6 à un des échangeurs de chaleur 4. On comprend notamment que chacun des passages 11 est formé par un évidement de matière dans une épaisseur E de la plaque commune 8. Par ailleurs, les aux moins quatre passages 11 sont fluidiquement distincts l’un de l’autre. Ainsi, selon l’exemple de l’invention illustré de la , un Premier passage 11a du circuit de fluide réfrigérant 1 relie fluidiquement le condenseur à liquide 4a et le dispositif d’accumulation 6, un deuxième passage 11b du circuit de fluide réfrigérant 2 relie fluidiquement le dispositif d’accumulation 6 au condenseur à liquide 4a, un troisième passage 11c du circuit de fluide réfrigérant 2 relie fluidiquement le refroidisseur 4b et le dispositif d’accumulation 6 et un quatrième passage 11d du circuit de fluide réfrigérant 2 relie fluidiquement le dispositif d’accumulation 6 au compresseur 20, les passages 11 s’étendant dans le volume de la plaque commune 8.
Selon l’invention, chacun des passages 11 du circuit de fluide réfrigérant 2 comprend un premier port 16 et un deuxième port 18. Ainsi, selon l’exemple de l’invention de la , chaque port 16, 18 de chacun des passages 11 s’ouvre sur la face supérieure 14a de la plaque commune 8. On comprend que pour chacun des passages 11, un des ports 16, 18 représente une entrée du passage 11 et l’autre port 16, 18 représente une sortie du passage 11.
Par ailleurs, il convient de considérer que le module thermique 1 comprend au moins une valve 22 et un organe de détente 30, prenant ici la forme d’un détendeur 30 et dont la fonction et la position au sein du circuit de fluide réfrigérant seront détaillées plus loin dans la description. Également, on comprend que d’autres conduites 10 sont mises en œuvre dans le circuit de fluide réfrigérant 2 afin de relier fluidiquement au moins les différents composants dudit circuit de fluide réfrigérant 2 décrit ci-dessus, entre eux ou à d’autres composants dudit circuit.
Ainsi, ici, un premier passage 11a relie le condenseur à liquide 4a à l’échangeur interne 5 du dispositif d’accumulation 6. Une deuxième passe 12b de fluide réfrigérant traverse alors l’échangeur interne 5, puis ledit fluide réfrigérant empreinte le deuxième passage 11b jusqu’au condenseur à liquide 4a. Le fluide réfrigérant circule ensuite au sein de la cinquième conduite 10e. Cette cinquième conduite 10e permet de fluidiquement connecter le deuxième passage 11b à l’organe de détente 30. Ainsi, le fluide réfrigérant circulant dans la cinquième conduite 10e ne subit pas d’échange de chaleur malgré le fait qu’il traverse le condenseur à liquide 4a.
En sortie de l’organe de détente 30, le fluide réfrigérant traverse le refroidisseur 4b via une passe de refroidisseur 13 reliée, en sortie, directement au troisième passage 11c, puis, via ledit troisième passage 11c, jusqu’au dispositif d’accumulation 6. Le fluide réfrigérant circule alors au sein de la première conduite 10a au travers de l’échangeur interne et de la paroi de confinement 64 jusqu’à la zone d’accumulation 9. La première conduite 10a permet de fluidiquement connecter le troisième passage 11c à la zone d’accumulation 9. Ainsi, le fluide réfrigérant circulant dans la première conduite 10a ne subit pas d’échange de chaleur malgré le fait qu’il traverse l’échangeur interne 5.
Le fluide réfrigérant circule ensuite dans la deuxième conduite 10b depuis la zone d’accumulation 9 à travers la paroi de confinement 64 jusqu’à l’échangeur interne 5. Le fluide réfrigérant traverse alors l’échangeur interne 5 par une première passe 12a, puis circule via le quatrième passage 11d puis la troisième conduite 10c jusqu’au compresseur 20. En sortie de compresseur 20, le fluide réfrigérant circule dans la quatrième conduite 10d et est dirigé au moyen d’une première valve 22a vers le condenseur à liquide 4a. Le fluide réfrigérant traverse alors le condenseur à liquide 4a par une passe 17, avant de rejoindre le premier passage 11a décrit précédemment.
Un premier mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant 2, comprenant le module thermique 1 selon le premier exemple de l’invention, et permettant de refroidir un dispositif de stockage électrique d’un véhicule va maintenant être décrit en rapport avec la . Par ailleurs, le circuit de fluide réfrigérant 2 va être décrit en commençant par le compresseur 20, mais on comprend que celui-ci ne représente qu’un point de départ fictif du circuit de fluide réfrigérant 2 et que ledit circuit de fluide réfrigérant 2 forme une boucle fermée.
Afin de faciliter la compréhension, il convient de considérer que seules les conduites symbolisées en trait plein sur la seront décrites, car mises en œuvre dans le premier mode de fonctionnement. Par ailleurs, des traits plus épais des conduites ou des composants du circuit de fluide réfrigérant 2, permettent de symboliser les portions du circuit de fluide réfrigérant 2 où le fluide réfrigérant est à haute pression.
Dans ce premier mode de fonctionnement, le compresseur 20, décrit précédemment, permet de comprimer le fluide réfrigérant afin d’augmenter sa pression, et par conséquent sa température. Ainsi, on comprend qu’en sortie de compresseur 20, le fluide réfrigérant à haute pression est à l’état gazeux et présente une température élevée, c’est-à-dire supérieure à sa température d’entrée dans ledit compresseur 20. Le fluide réfrigérant en sortie de compresseur 20 circule dans la quatrième conduite 10d et est dirigé au moyen d’une première valve 22a ouverte vers le condenseur à liquide 4a. Ledit condenseur à liquide 4a cède alors ses calories à un premier fluide caloporteur 28a du circuit fermé de refroidissement 44. Ainsi, en sortie de condenseur à liquide 4a, le fluide réfrigérant est plus froid qu’en entrée et est au moins en partie à l’état liquide.
En sortie du condenseur à liquide 4a, le fluide réfrigérant est dirigé, via le premier passage 11a, vers l’échangeur interne 5 du dispositif d’accumulation 6 afin de permettre audit fluide réfrigérant haute pression circulant dans la deuxième passe 12b dudit échangeur interne d’échanger des calories avec le fluide réfrigérant basse pression d’une autre portion du circuit de fluide réfrigérant 2, circulant dans la première passe 12a. Ce transfert permet d’améliorer les performances thermodynamiques mis en œuvre dans le circuit de fluide réfrigérant 2.
A l’issue de son passage dans l’échangeur interne 5 via la deuxième passe 12b, le fluide traverse le deuxième passage 11b puis la cinquième conduite 10e pour rejoindre le premier détendeur 30a, afin d’abaisser sa pression et son point d’évaporation. On comprend qu’à ce stade, on passe de la portion haute pression du circuit de fluide réfrigérant 2 à la portion basse pression de ce dernier.
En sortie du premier détendeur 30a, le fluide réfrigérant est à basse pression et circule au sein du refroidisseur 4b via la passe de refroidisseur 13, afin d’échanger des calories avec un deuxième liquide caloporteur 28b destiné à refroidir le dispositif de stockage électrique et traversant ledit refroidisseur 4b. Plus particulièrement, le deuxième liquide caloporteur 28b traversant le refroidisseur 4b est chaud en entrée du refroidisseur 4b et cède ses calories au fluide réfrigérant circulant dans la passe de refroidisseur 13, qui ainsi s’évapore, le changement d’état absorbant l’énergie nécessaire au refroidissement du dispositif de stockage électrique. Ainsi, on comprend qu’au sein du refroidisseur 4b, le fluide réfrigérant s’évapore sous l’effet de la captation des calories, le premier détendeur 30a ayant abaissé son point d’évaporation. On comprend alors qu’en sortie du refroidisseur 4b, le fluide réfrigérant est majoritairement à l’état gazeux.
Une fois traversé le refroidisseur 4b, le fluide réfrigérant traverse le troisième passage 11c et rejoint le dispositif d’accumulation 6, puis, via la première conduite 10a, la zone d’accumulation 9, afin que cette dernière collecte une fraction liquide du fluide réfrigérant en sortie du refroidisseur 4b. Un tel passage dans la zone d’accumulation 9 est nécessaire préalablement au passage du fluide réfrigérant dans le compresseur 20 qui ne peut accepter le fluide réfrigérant qu’à l’état gazeux. Par ailleurs, on comprend que le passage du fluide réfrigérant depuis le refroidisseur 4b vers le dispositif d’accumulation 6 s’effectue au moyen du troisième passage 11c de la plaque commune 8 décrite précédemment.
En sortie de la zone d’accumulation 9, le fluide réfrigérant, à l’état gazeux et toujours à basse pression, est dirigé vers l’échangeur interne 5 au moyen de la deuxième conduite 10b du dispositif d’accumulation 6, afin d’effectuer l’échange de calories avec le fluide réfrigérant de la portion haute pression du circuit de fluide réfrigérant via la première passe 12a, tel que décrit précédemment. Par la suite, le fluide réfrigérant est dirigé vers le compresseur 20, via le quatrième passage 11d et la troisième conduite 10c, afin que celui-ci augmente sa pression et sa température tel que décrit précédemment. On comprend qu’ainsi, en sortie de compresseur 20, on bascule à nouveau dans la portion haute pression du circuit de fluide réfrigérant et qu’un nouveau cycle thermodynamique peut prendre place.
Un deuxième exemple de l’invention du module thermique 1 selon l’invention va maintenant être décrit en rapport avec la . Il convient alors de considérer que seules les caractéristiques distinctes du premier exemple de l’invention de la seront décrites. Pour les caractéristiques communes, il conviendra de se référer à ladite .
Selon ce deuxième exemple de l’invention, visible à la , au moins un moyen d’isolation thermique 40 est disposé entre les deux échangeurs de chaleur 4 disposés sur la plaque commune 8. En d’autres termes, l’au moins un moyen d’isolation thermique 40 s’étend au moins entre le refroidisseur 4b et le condenseur à liquide 4a. Le moyen d’isolation thermique 40 peut être une lame d’air ou encore un organe d’isolation thermique.
Toujours selon le deuxième exemple de l’invention de la , au moins un élément d’isolation thermique 42 est disposé entre au moins un des échangeurs de chaleur 4 disposé sur la plaque commune 8 et le dispositif d’accumulation 6. Ici, on comprend que l’élément d’isolation thermique 42 est disposé entre le refroidisseur 4b et le dispositif d’accumulation 6. Selon un exemple non limitatif, l’élément d’isolation thermique 42 peut être une lame d’air.
Un troisième exemple de l’invention va maintenant être décrit en rapport avec la . Il convient de considérer que seules les caractéristiques distinctes avec le deuxième exemple de l’invention seront décrites. Pour les caractéristiques communes, il conviendra de se référer à la .
Selon le troisième exemple de l’invention, au moins un des échangeurs de chaleur 4 et/ou l’échangeur interne 5 s’étend dans un plan principal d’extension X au moins en partie contenu dans l’épaisseur E de la plaque commune 8. En d’autres termes, au moins un des échangeurs de chaleur 4 et/ou l’échangeur interne 5 s’étend au moins en partie dans le volume 7 de la plaque commune 8. Dans l’exemple de l’invention de la , l’échangeur interne 5 du dispositif d’accumulation 6 s’étend dans le plan principal d’extension X au moins en partie contenu dans l’épaisseur E de la plaque commune 8. Plus particulièrement, le plan d’extension X de l’échangeur interne 5 et le plan d’allongement principal P de la plaque commune 8 sont confondus.
Ainsi, on définit une face latérale 14b de la plaque commune 8, distincte de la face supérieure 14a, et contre laquelle est au moins en partie en contact l’un des échangeurs de chaleurs 4 et/ou l’échangeur interne 5, à savoir ici l’échangeur interne 5. On comprend alors qu’au moins un des ports 16, 18 d’un des passages 11 s’ouvre sur la face latérale 14b. De manière plus précise, au moins un des ports 16, 18 d’un des passages 11 reliant l’échangeur de chaleur 4 et/ou l’échangeur interne 5 qui s’étend dans le plan d’extension X au moins en partie contenu dans l’épaisseur E de la plaque commune 8, s’ouvre sur la face latérale 14b de la plaque commune 8. En l’espèce, ici, au moins un des ports 16, 18 du premier passage 11a qui relie le condenseur à liquide 4a avec l’échangeur interne 5 s’ouvre sur la face latérale 14b.
Un deuxième mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant 2, comprenant le module thermique 1 et permettant de refroidir l’habitacle et/ou le dispositif de stockage du véhicule, va maintenant être décrit en rapport avec la . Il convient de considérer que seules les caractéristiques distinctes avec le premier mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant 2 sera décrit. Pour les caractéristiques communes, il conviendra de se référer à la . Par ailleurs, le circuit de fluide réfrigérant 2 va être décrit en commençant par le compresseur 20, mais on comprend que celui-ci ne représente qu’un point de départ fictif du circuit de fluide réfrigérant 2 et que ledit circuit de fluide réfrigérant 2 forme une boucle fermée.
Dans ce deuxième mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant 2 comprenant le module thermique 1, le fluide réfrigérant en sortie de compresseur 20 est dirigé, via la quatrième conduite 10d et la première valve 22a ouverte, vers le condenseur à liquide 4a. Ledit condenseur à liquide 4a cède alors ses calories à un premier fluide caloporteur 28a du circuit fermé de refroidissement 44. En sortie du condenseur à liquide 4a, le fluide réfrigérant circule dans le premier passage 11a jusqu’à l’échangeur interne 5, puis dans l’échangeur interne 5 via la deuxième passe 12b. Le fluide réfrigérant circule ensuite, via le deuxième passage 11b, jusqu’au premier détenteur 30a et au deuxième détendeur 30b.
En sortie du premier détendeur 30a, de manière identique au premier mode de fonctionnement, le fluide réfrigérant est à basse pression et circule au sein du refroidisseur 4b afin d’échanger des calories avec un deuxième liquide caloporteur 28b destiné à refroidir le dispositif de stockage électrique et traversant ledit refroidisseur 4b. Le fluide réfrigérant, alors majoritairement à l’état gazeux, traverse le troisième passage 11c et rejoint le dispositif d’accumulation 6. Ensuite, via la première conduite 10a, le fluide réfrigérant rejoint la zone d’accumulation 9, afin que cette dernière collecte une fraction liquide du fluide réfrigérant en sortie du refroidisseur 4b.
En sortie du deuxième détendeur 30b, le fluide réfrigérant, froid et à basse pression, est dirigé via une sixième conduite 10f, vers un évaporateur 32 d’un dispositif de régulation thermique 34 de l’habitacle du véhicule, disposé par exemple dans l’habitacle dudit véhicule. Plus particulièrement, le dispositif de régulation thermique 34 est disposé dans l’habitacle de telle sorte à être traversé par un flux d’air F qui est envoyé dans l’habitacle. Ainsi, on comprend que le flux d’air F traversant l’évaporateur 32 est refroidi par le fluide réfrigérant froid circulant au sein de ce dernier, permettant ainsi de refroidir l’habitacle. Le fluide réfrigérant traversant l’évaporateur 32 est alors évaporé par l’effet des calories captées, de telle sorte qu’il sorte au moins partiellement à l’état gazeux dans une septième conduite 10g. Le fluide réfrigérant, alors majoritairement à l’état gazeux, rejoint le dispositif d’accumulation 6. Ensuite, via la première conduite 10a, le fluide réfrigérant rejoint la zone d’accumulation 9, afin que cette dernière collecte une fraction liquide du fluide réfrigérant en sortie de l’évaporateur 32.
Le fluide réfrigérant circule par la suite dans le circuit de fluide réfrigérant 2 de manière identique au premier mode de réalisation, c'est-à-dire depuis la zone d’accumulation 9 avant son passage par la première passe 12a de l’échangeur interne 5 via la deuxième conduite 10b, avant d’être redirigé vers le compresseur 20 au moyen du quatrième passage 11d et de la troisième conduite 10c.
Un troisième mode de fonctionnement du circuit de fluide réfrigérant 2 comprenant le module thermique 1 va maintenant être décrit en rapport avec la .
De la même façon que pour le premier mode de fonctionnement, en sortie de compresseur 20 dans la quatrième conduite 10d, le fluide réfrigérant présente une haute pression, une haute température et est à l’état gazeux. Le fluide réfrigérant est alors dirigé, par la fermeture de la première valve 22a et l’ouverture de la troisième valve 22c, vers un condenseur intérieur 36 du dispositif de régulation thermique 34 de l’habitacle via une huitième conduite 10h, afin de chauffer le flux d’air F, ici froid, traversant au moins ledit condenseur intérieur 36. Ainsi, on comprend qu’en sortie de condenseur intérieur 36 du dispositif de régulation thermique 34 de l’habitacle, le fluide réfrigérant est au moins partiellement condensé, celui-ci ayant cédé au moins en partie ses calories au flux d’air F froid afin de le chauffer et donc de chauffer l’habitacle. Par la suite, le fluide réfrigérant sort du condenseur intérieur 36 via une neuvième conduite 10i.
Le fluide réfrigérant diphasique ou liquide et à haute pression, dans la neuvième conduite 10i, est dirigé par l’ouverture de la deuxième valve 22b vers le premier détendeur 30a décrit précédemment, ce afin d’abaisser sa pression. Le fluide réfrigérant en sortie du premier détendeur 30a traverse le refroidisseur 4b via la passe de refroidisseur 13 afin de capter les calories du deuxième liquide caloporteur 28b destiné à refroidir le dispositif de stockage électrique. En captant les calories du deuxième liquide caloporteur 28b, le fluide réfrigérant s’évapore au moins partiellement et poursuit son chemin dans le circuit de fluide réfrigérant 2 de manière identique à ce qui a été décrit précédemment pour le premier mode de fonctionnement.
L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations exclusivement décrits et illustrés, et s’applique également à tous moyens ou configurations, équivalents et à toute combinaison de tels moyens ou configurations.
Claims (10)
- Module thermique (1) d’un circuit de fluide réfrigérant (2), le module thermique (1) comprenant deux échangeurs de chaleur (4, 4a, 4b) et un dispositif d’accumulation (6) du fluide réfrigérant, le module thermique (1) comprenant une plaque commune (8) aux deux échangeurs de chaleur (4, 4a, 4b) et au dispositif d’accumulation (6), caractérisé en ce que la plaque commune (8) comprend quatre passages (11, 11a, 11b, 11c, 11d) du circuit de fluide réfrigérant (2) formés dans un volume (7) de la plaque commune (8), chacun des passages (11, 11a, 11b, 11c, 11d) étant relié au dispositif d’accumulation (6), ledit dispositif d’accumulation (6) étant constitué d'une cloison supérieure (61), d'une cloison inférieure (62) et d'au moins une paroi périphérique (63), ledit dispositif d’accumulation (6) logeant un échangeur interne (5) et une zone d'accumulation (9), caractérisé en ce que le dispositif d’accumulation (6) loge aussi : - une paroi de confinement (64) de l'échangeur interne (5) par rapport à la zone d'accumulation (9), - une conduite (10a), qui relie la zone d’accumulation (9) au circuit de fluide réfrigérant (2), - une conduite (10b) qui relie la zone d’accumulation (9) à l’échangeur interne (5).
- Module thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel les deux échangeurs de chaleur (4, 4a, 4b) et l’échangeur interne (5) sont disposés au contact d’une même face (14, 14a) de la plaque commune (8).
- Module thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deux échangeurs de chaleur (4, 4a, 4b) disposés sur la plaque commune (8) sont en contact au moins en partie l’un de l’autre.
- Module thermique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel au moins un moyen d’isolation thermique (40) est disposé entre les deux échangeurs de chaleur (4, 4a, 4b) disposés sur la plaque commune (8).
- Module thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque passage (11, 11a, 11b, 11c, 11d) comprend un premier port (16) et un deuxième port (18), chaque port (16, 18) de chacun des passages (11, 11a, 11b, 11c, 11d) s’ouvrant sur une face supérieure (14, 14a) de la plaque commune (8).
- Module thermique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel au moins un des échangeurs de chaleur (4, 4a, 4b) et/ou l’échangeur interne (5) s’étend dans un plan d’extension (X) au moins en partie contenu dans une épaisseur (E) de la plaque commune (8).
- Module thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel la plaque commune (8) comprend une face supérieure (14, 14a) et une face latérale (14, 14b), chaque passage (11, 11a, 11b, 11c, 11d) comprenant un premier port (16) et un deuxième port (18), au moins un des ports (16, 18) s’ouvrant sur la face supérieure (14, 14a) et au moins un deuxième port (16, 18) s’ouvrant sur la face latérale (14, 14b).
- Module thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un élément d’isolation thermique (42) est disposé entre au moins un des échangeurs de chaleur (4, 4a, 4b) disposé sur la plaque commune (8) et le dispositif d’accumulation (6).
- Module thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un compresseur (20) solidaire de la plaque commune (8).
- Module thermique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deux échangeurs de chaleur (4, 4a, 4b) sont un condenseur à liquide (4a), configuré pour opérer un échange de calories entre le fluide réfrigérant d’une portion haute pression de circuit de fluide réfrigérant (2) avec le liquide caloporteur, et un refroidisseur (4b), configuré pour opérer un échange de calories entre le fluide réfrigérant d’une portion basse pression du circuit de fluide réfrigérant (2) avec un liquide caloporteur.
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