WO2023217820A1 - Module de refroidissement, notamment pour un véhicule - Google Patents

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WO2023217820A1
WO2023217820A1 PCT/EP2023/062348 EP2023062348W WO2023217820A1 WO 2023217820 A1 WO2023217820 A1 WO 2023217820A1 EP 2023062348 W EP2023062348 W EP 2023062348W WO 2023217820 A1 WO2023217820 A1 WO 2023217820A1
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support
heat transfer
transfer fluid
plate
box
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PCT/EP2023/062348
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Moussa Nacer-Bey
Kamel Azzouz
Julien Tissot
Sebastien Garnier
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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    • F28F2009/0285—Other particular headers or end plates
    • F28F2009/0295—Other particular headers or end plates comprising cooling circuits

Definitions

  • Cooling module particularly for a vehicle
  • the present invention relates to a cooling module, in particular for a vehicle.
  • the vehicle can be land, sea or air.
  • the cooling module is in particular intended to be used in a cooling system, or more generally thermal management, including in particular a heat pump.
  • the invention proposes to achieve the objective of reducing the bulk of a thermal management system.
  • the invention thus proposes a cooling module, in particular for a vehicle, this module comprising a support comprising at least one channel for the flow of a heat transfer fluid, this support carrying at least one component with a fluidic function such as 'a valve or a pump, this module further comprising a heat transfer fluid distribution box and this box being capable of housing at least one heat exchange component distinct from the fluid function component and arranged for circulation of a fluid refrigerant, the box being arranged so as to allow, within it, an exchange of heat between the heat transfer fluid and the refrigerant fluid, this box being formed at least partially by the support.
  • the heat exchange component is for example a refrigerant cooler, also called a “chiller” in English.
  • fluid function we mean a function participating in the operation of the module, for example chosen to act on the flow of the heat transfer fluid or to measure a parameter linked to the fluid or its flow in the channels.
  • the support fulfills several roles, namely at least a structural role because it carries components and a functional role, which makes it possible to have a compact module with a number of parts that can be limited.
  • the invention makes it possible in particular to have a grouping of several components of a hydraulic circuit of heat transfer fluid, in an optimal manner with in particular a support which integrates the hydraulic circuit.
  • the invention makes it possible in particular to avoid having to resort to additional tubing/pipes to fluidly connect different components together. These fluidic connections are made directly by channels in the support.
  • the invention thus makes it possible to reduce costs because the invention makes it possible to do without numerous pipes to connect the components.
  • the invention also makes it possible to reduce the weight of cooling fluid used.
  • the invention thus makes it possible to reduce the space occupied by the components, which makes it possible to reduce the overall size of the cooling module.
  • the invention makes it possible to reduce the bulk of all of its components, in particular the various fluid circuits.
  • the structural support can be compact.
  • the support comprises a first plate and a second plate assembled with one another to define the channel, these plates being joined and together forming a circumference of the channel.
  • the channel is formed by a first cavity of the first plate and/or a second cavity of the second plate.
  • the cavities are joined and together form the circumference of the channel. [19] According to one of the aspects of the invention, the cavities are joined along a junction plane.
  • the junction plane is parallel to the main plane of the plates.
  • each cavity is formed by a cylindrical wall of the associated plate.
  • the plates each comprise one or more planar regions present between cylindrical walls which form the channel(s).
  • the plates each have a flat junction face onto which the associated cavity opens.
  • the joining faces of the plates have an identical perimeter.
  • the plates are each made of a monolithic part.
  • the plates are made of metal.
  • the plates are made by foundry.
  • the plates can be manufactured by injection or stamping, depending on the material used.
  • the plates are assembled together by welding or by gluing.
  • the module comprises members for fixing the plates together, in particular fixing lugs of mutually engaged complementary shapes, or flanges, screws, nuts or rivets, this list is not exhaustive.
  • the module comprises members for fixing the support to an external structure and/or fixing members for fixing components such as valves or pumps, to the support.
  • fixing members are mutually engaged fixing lugs of complementary shapes, or flanges, screws, nuts or rivets, this list not being exhaustive.
  • the plates are welded or glued, in particular along the channel(s) to make this channel(s) watertight to the heat transfer fluid over their entire length.
  • At least one of the plates comprises at least one groove arranged to receive a seal along the channel to ensure the sealing of this channel.
  • the plates have a plurality of cavities to form a plurality of channels.
  • At least one of the channels is rectilinear over at least a portion of its length.
  • At least one of the channels has at least one bend or bifurcation for the flow.
  • the box comprises a side wall, of circumference in particular generally rectangular, this wall being made in one piece with the support, in particular with the first plate, this plate forming a bottom of the box.
  • this side wall is perpendicular to the first plate.
  • the channel(s) formed by the assembly of the plates extend to the right of this side wall.
  • the first plate comprises one or more shapes, in particular one or more recesses, which are at the foot of the side wall and arranged to at least partially accommodate a component with a fluidic function such as than a valve.
  • the side wall comprises a network of reinforcing ribs, this network of ribs comprising in particular ribs which intersect perpendicularly.
  • the side wall comprises a free rim arranged to receive a cover.
  • the support comprises a single plate arranged to carry the component(s).
  • the channel is formed, at least partially, by a tube which is external to the single plate.
  • the tubing is at a non-zero distance from the plate, at least over part of its length.
  • the tubing is a separate element from the plate and is for example fixed, for example by welding, on the plate.
  • the side wall of the box is attached and fixed to the support, in particular to the single plate.
  • the single plate forms the bottom of the box.
  • the side wall is linked to a cover, in particular made in one piece with the side wall.
  • the assembled plates in one embodiment of the invention, or the single plate, in the other embodiment of the invention, carry at least one pump and/or or a valve to act on the flow of the heat transfer fluid circulating in the distribution box.
  • the distribution box is closed by a cover fixed to the side wall.
  • this cover is planar and notably comprises an opening for the passage of a connection flange forming an inlet and an outlet of refrigerant fluid from the heat exchange component.
  • the heat exchange component for the refrigerant fluid comprises, in a manner known per se, tubes in which the refrigerant fluid circulates.
  • the support comprises several hydraulic circuits, for different types of fluids.
  • the support for example provided with two assembled plates or a single plate, carries at least one of the following components:
  • a filter for filtering particles present in the heat transfer fluid, in particular a dielectric fluid a filter for filtering particles present in the heat transfer fluid, in particular a dielectric fluid.
  • the support for example provided with two assembled plates or a single plate, forms part of a body of the valve or pump.
  • the fluidic function is formed by a part of the structural body of the component.
  • the valve is a throttle valve.
  • the valve is a flow orientation valve, in particular of the 3-way or 4-way type.
  • the component advantageously integrates constituent elements of the valve, for example one or more movable flaps.
  • the pump is actuable by an electric motor.
  • the support is provided with at least two housings to receive two pumps.
  • one of the components carries a sensor for measuring a characteristic of the fluid or the flow of the fluid, for example the sensor being a temperature sensor for measuring the temperature of the fluid.
  • the component with a fluidic function comprises a functional element such as a valve or a flap or a piston, this functional element being integrated within one of the channels formed by the support.
  • the box comprises a free rim arranged to receive a lid.
  • the cover is substantially planar, with in particular an opening for the passage of a fluid connection flange for the circulation of refrigerant fluid in the heat exchange component housed in the box.
  • the support comprises at least one fluid connection tip arranged to connect the channel(s) of the support to a fluid tubing.
  • This fluid connection tip can be of the male type arranged to cooperate with a tube which is of the female type, or vice versa.
  • the heat transfer fluid is chosen from: a dielectric fluid, a cooling fluid such as water or a mixture of water and ethylene glycol, a refrigerant fluid such as R134a, R1234yf or R744.
  • the invention also relates to a heat transfer fluid circuit of a heat pump, comprising a module as mentioned above.
  • FIGS 1 and 2 show a cooling module 1 according to an example of implementation of the invention, intended to be used in a heat pump system on board a vehicle.
  • This module 1 is integrated into a heat transfer fluid circuit which can be a water circuit of the heat pump.
  • This water circuit is associated with a refrigerant circuit of the heat pump to allow heat exchanges between the heat transfer fluid and the refrigerant fluid.
  • the heat pump will not be described in further detail, being known from the prior art.
  • the invention is adaptable to a large number of types of circuit cooling, to the extent that the different components can be chosen to perform the different expected functions.
  • the cooling module 1 comprises a support 2 comprising several channels 3 for the flow of a heat transfer fluid, for example containing mainly water.
  • This support 2 carries components with a fluidic function which are two valves 5 and a pump 6.
  • valves 5 are for example multi-port valves for managing the circulation of the heat transfer fluid.
  • Pump 6 sets this heat transfer fluid in motion and can be operated by an electric motor.
  • This module 2 further comprises a distribution box 8 for the heat transfer fluid and this box 8 is capable of housing a heat exchange component
  • the heat exchange component 10 is for example a refrigerant fluid cooler, also called a “chiller” in English. Only one flange 9 of this component 10 is visible in Figure 2.
  • the box 8 is arranged so as to allow, within it, an exchange of heat between the heat transfer fluid and the refrigerant fluid.
  • This box 8 is formed by the support 2.
  • This support 2 comprises a first plate 11 and a second plate 12 assembled with one another to define the channels 3, these plates 11 and 12 being joined and together forming a circumference of each channel 3.
  • Each channel 3 is formed by a first cavity 14 of the first plate
  • these cavities 14 and 15 formed by a cylindrical wall 17 of the associated plate, are joined and together form the circumference of each of the channels 3. These cavities 14 and 15 are thus half channels of channels 3. [99] These cavities 14 and 15 are joined along a junction plane 16 which is parallel to the main plane of the plates 11 and 12.
  • the plates 11 and 12 each comprise several planar regions 19 adjacent to the cylindrical walls 17 which form the channel(s) 3.
  • the plates 11 and 12 each have a planar junction face 20, which junction face 20 has identical external peripheries which coincide.
  • Plates 11 and 12 are each made of a monolithic part, for example made of metal.
  • Plates 11 and 12 are made by foundry or by injection or by stamping, depending on the material used.
  • the plates 11 and 12 are assembled together by welding or by gluing, via the junction faces 20.
  • Module 1 includes fixing members 21 for fixing the valve 5 and pump 6 components to the support 2.
  • These fixing members 21 include screws which engage in respective columns or lugs 22 of the plate 12 and the component 5 and 6.
  • the plates 11 and 12 are welded or glued along the channels 3 to make these channels 3 watertight to the heat transfer fluid over their entire length.
  • At least one of the channels is rectilinear over at least a portion of its length.
  • Some channels 3 have a rectilinear direction.
  • the box 8 comprises a side wall 25, of generally rectangular circumference, this wall 25 being made in one piece with the first plate 1 1 which forms a bottom of the box 8.
  • This side wall 25 is perpendicular to the first plate 1 1.
  • the first plate 11 comprises several shapes 26, here recesses, which are at the foot of the side wall 25 and arranged to partially accommodate one of the valves 5.
  • the side wall 25 comprises a network 28 of reinforcing ribs, which comprises ribs 29 which intersect perpendicularly.
  • the side wall 25 comprises a free rim 30 arranged to receive a cover 31.
  • the cover 31 is planar and includes an opening 33 for the passage of the connection flange 9 forming an inlet and an outlet for refrigerant fluid from the heat exchange component 10.
  • This heat exchange component 10 comprises, in a manner known per se, tubes or plates in which the refrigerant fluid circulates.
  • the support 2 provided with two assembled plates 11 and 12, forms a part 37 of a body of the valve 5 or the pump 6.
  • This part 37 is an annular collar on the plate 12, the valve 5 or the pump 6 resting on the respective collar 37.
  • the support 2 comprises fluid connection ends 38 arranged to connect the channels 3 of the support to fluid tubing.
  • Each fluidic connection end 38 can be of the male type arranged to cooperate with a tube which is of the female type, or vice versa.
  • the heat transfer fluid circulates in components 5 and 6 and in the interior space of box 8.
  • the pump 6 is housed in a cavity 49 of the support 2 and a suction port 46 is provided in the support 2 to allow fluid communication with the pump 6.
  • the refrigerant fluid circulating in the cooler 10 is in particular R134a, R1234yf or R744.
  • the module 50 is provided with a support 51 which comprises a single plate 52 arranged to carry the components including valves 5 .
  • the channels 3 are each formed by a tube 53 which is external to the single plate 52.
  • the tubes 53 comprise rectilinear portions 54 which are at a non-zero distance from the plate 52.
  • At least some of the tubes 53 are separate parts of the plate 52, which are fixed, for example by welding, on the plate 52.
  • the plate 52 and the tubes 53 can be manufactured separately but in the same material, for example metal.
  • the side wall 59 of the distribution box 58 which performs the same function as the box 8 described above, is fixed on the single plate 52 which forms the bottom of the box 58. In other words, the box 58 and partially formed by the support 51.
  • This side wall 59 is made in one piece with a generally flat cover 60.
  • the side wall 59 and the cover 60 are formed by a monolithic part, for example made of plastic or metal.
  • a flange 61 is provided on the cover 60 for the fluid communication of refrigerant fluid with the heat exchange component housed in the box 58.
  • heat transfer fluid can circulate between a pump 6 and the distribution box 58 via a tube 65, as illustrated in Figure 7.
  • the plate 52 comprises a region 66 provided with ribs 71 and arranged to receive the refrigerant fluid component, a region which is bordered by a low wall 69 which cooperates with the side wall 59.
  • Each pump 6 is associated with a tube 67 which is perpendicular to the plate 52, as shown in Figure 7.
  • fluid function means a function participating in the operation of the module, for example chosen to act on the flow of the heat transfer fluid or to measure a parameter linked to the fluid or its flow in the channels.

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Abstract

Module de refroidissement (1), notamment pour un véhicule, ce module comportant un support (2) comprenant au moins un canal (3) pour l'écoulement d'un fluide caloporteur, ce support (2) portant au moins un composant (5; 6) à fonction fluidique tel qu'une vanne ou une pompe, ce module comprenant en outre une boîte (8) de distribution du fluide caloporteur et cette boîte étant apte à loger au moins un composant d'échange de chaleur distinct du composant à fonction fluidique et agencé pour une circulation d'un fluide réfrigérant, la boîte (8) étant agencée de manière à permettre, en son sein, un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant, cette boîte (8) étant formée au moins partiellement par le support (2).

Description

Module de refroidissement, notamment pour un véhicule
[1] La présente invention concerne un module de refroidissement, notamment pour un véhicule. Le véhicule peut être de type terrestre, maritime ou aérien. Le module de refroidissement est notamment destiné à être utilisé dans un système de refroidissement, ou plus généralement de gestion thermique, comprenant notamment une pompe à chaleur.
[2] Un enjeu majeur actuel pour les véhicules est la réduction de l’encombrement des différents équipements.
[3] L’invention propose d’atteindre l’objectif de réduire l’encombrement d’un système de gestion thermique.
[4] L’invention propose ainsi un module de refroidissement, notamment pour un véhicule, ce module comportant un support comprenant au moins un canal pour l’écoulement d’un fluide caloporteur, ce support portant au moins un composant à fonction fluidique tel qu’une vanne ou une pompe, ce module comprenant en outre une boîte de distribution du fluide caloporteur et cette boîte étant apte à loger au moins un composant d’échange de chaleur distinct du composant à fonction fluidique et agencé pour une circulation d’un fluide réfrigérant, la boîte étant agencée de manière à permettre, en son sein, un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant, cette boîte étant formée au moins partiellement par le support.
[5] Le composant d’échange de chaleur est par exemple un refroidisseur à fluide réfrigérant, encore appelé « chiller >> en anglais.
[6] On entend par « fonction fluidique >> une fonction participant au fonctionnement du module, par exemple choisie pour agir sur l’écoulement du fluide caloporteur ou pour mesurer un paramètre lié au fluide ou à son écoulement dans les canaux.
[7] L’invention permet d’obtenir de nombreux avantages. [8] Tout d’abord, le support remplit plusieurs rôles, à savoir au moins un rôle structurel car il porte des composants et un rôle fonctionnel, ce qui permet d’avoir un module compact avec un nombre de pièces pouvant être limité.
[9] L’invention permet notamment d’avoir un regroupement de plusieurs composants d’un circuit hydraulique de fluide caloporteur, d’une façon optimale avec notamment un support qui intègre le circuit hydraulique.
[10] L’invention permet notamment de ne pas avoir recours à des tubulures/tuyaux additionnels pour connecter fluidiquement différents composants entre eux. Ces connexions fluidiques sont réalisées directement par des canaux du support.
[11 ] L’assemblage des différents composants entre eux peut être simplifié du fait qu’il n’est pas nécessaire d’utiliser des tubulures/tuyaux.
[12] L’invention permet ainsi de réduire les coûts car l’invention permet de se passer de nombreux tuyaux pour relier les composants. L’invention permet également de réduire le poids de fluide de refroidissement utilisés.
[13] De plus, il est possible, comme on va le voir plus bas, d’utiliser le support comme élément constitutif d’une vanne ou d’une pompe par exemple. Ceci permet d’aboutir à une grande compacité du module.
[14] L’invention permet ainsi de réduire la place occupée par les composants, ce qui permet de réduire l’encombrement global du module de refroidissement. Dans le cas d’une pompe à chaleur par exemple, l’invention permet de réduire l’encombrement de l’ensemble des composants de celle-ci, notamment des différents circuits de fluide.
[15] D’une manière générale, le support structurel peut être compact.
[16] Selon l’un des aspects de l’invention, le support comprend une première plaque et une deuxième plaque assemblées l’une avec l’autre pour définir le canal, ces plaques étant jointes et formant ensemble une circonférence du canal.
[17] Selon l’un des aspects de l’invention, le canal est formé par une première cavité de la première plaque et/ou une deuxième cavité de la deuxième plaque.
[18] Selon l’un des aspects de l’invention, les cavités sont jointes et forment ensemble la circonférence du canal. [19] Selon l’un des aspects de l’invention, les cavités sont jointes suivant un plan de jonction.
[20] Selon l’un des aspects de l’invention, le plan de jonction est parallèle au plan principal des plaques.
[21] Selon l’un des aspects de l’invention, chaque cavité est formée par une paroi cylindrique de la plaque associée.
[22] Selon l’un des aspects de l’invention, les plaques comportent chacune une ou plusieurs régions planes présentes entre des parois cylindriques qui forment le ou les canaux.
[23] Selon l’un des aspects de l’invention, les plaques présentent chacune une face de jonction plane sur laquelle débouche la cavité associée.
[24] Selon l’un des aspects de l’invention, les faces de jonction des plaques présentent un pourtour identique.
[25] Selon l’un des aspects de l’invention, les plaques sont chacune faite d’une pièce monolithique.
[26] Selon l’un des aspects de l’invention, les plaques sont en métal.
[27] Selon l’un des aspects de l’invention, les plaques sont réalisées par fonderie.
[28] En variante, les plaques peuvent être fabriquées par injection ou par emboutissage, suivant le matériau utilisé.
[29] Selon l’un des aspects de l’invention, les plaques sont assemblées entre elles par soudage ou par collage.
[30] Selon l’un des aspects de l’invention, le module comprend des organes de fixation des plaques entre elles, notamment des pattes de fixation de formes complémentaires engagées mutuellement, ou des brides, des vis, des écrous ou des rivets, cette liste n’étant pas limitative.
[31] Selon l’un des aspects de l’invention, le module comprend des organes de fixation du support à une structure extérieure et/ou des organes de fixation pour fixer des composants tels que des vannes ou pompes, au support. [32] Ces organes de fixation sont des pattes de fixation de formes complémentaires engagées mutuellement, ou des brides, des vis, des écrous ou des rivets, cette liste n’étant pas limitative.
[33] Selon l’un des aspects de l’invention, les plaques sont soudées ou collées, notamment le long du ou des canaux pour rendre ce ou ces canaux étanches au fluide caloporteur sur toute leur longueur.
[34] En variante ou en complément de la soudure ou du collage, l’une au moins des plaques comprend au moins une gorge agencée pour recevoir un joint d’étanchéité le long du canal pour assurer l’étanchéité de ce canal.
[35] Selon l’un des aspects de l’invention, les plaques présentent une pluralité de cavités pour former une pluralité de canaux.
[36] Selon l’un des aspects de l’invention, l’un au moins des canaux est rectiligne sur au moins une portion de sa longueur.
[37] Selon l’un des aspects de l’invention, l’un au moins des canaux présente au moins un coude ou une bifurcation pour l’écoulement.
[38] Selon l’un des aspects de l’invention, la boîte comporte une paroi latérale, de pourtour notamment globalement rectangulaire, cette paroi étant réalisée d’un seul tenant avec le support, notamment avec la première plaque, cette plaque formant un fond de la boîte.
[39] Selon l’un des aspects de l’invention, cette paroi latérale est perpendiculaire à la première plaque.
[40] Selon l’un des aspects de l’invention, le ou les canaux formés par l’assemblage des plaques s’étendent au droit de cette paroi latérale.
[41] Selon l’un des aspects de l’invention, la première plaque comporte une ou plusieurs formes, notamment un ou des renfoncements, qui sont au pied de la paroi latérale et agencées pour loger au moins partiellement un composant à fonction fluidique tel qu’une vanne.
[42] Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi latérale comprend un réseau de nervures de renfort, ce réseau de nervures comprenant notamment des nervures qui se croisent perpendiculairement. [43] Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi latérale comprend un rebord libre agencé pour recevoir un couvercle.
[44] VARIANTE
[45] Dans un autre exemple de mise en oeuvre de l’invention, le support comporte une unique plaque agencée pour porter le ou les composants.
[46] Selon l’un des aspects de l’invention, le canal est formé, au moins partiellement, par une tubulure qui est extérieure à la plaque unique.
[47] Selon l’un des aspects de l’invention, la tubulure est à distance non nulle de la plaque, au moins sur une partie de sa longueur.
[48] Selon l’un des aspects de l’invention, la tubulure est un élément distinct de la plaque et est par exemple fixé, par exemple par soudure, sur la plaque.
[49] Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi latérale de la boîte est rapportée et fixée sur le support, notamment sur la plaque unique.
[50] Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque unique forme le fond de la boîte.
[51] Selon l’un des aspects de l’invention, la paroi latérale est liée à un couvercle, notamment fait d’un seul tenant avec la paroi latérale.
[52] Selon l’un des aspects de l’invention, les plaques assemblées, dans un exemple de réalisation de Hnvention, ou la plaque unique, dans l’autre exemple de réalisation de l’invention, portent au moins une pompe et/ou une vanne pour agir sur l’écoulement du fluide caloporteur circulant dans la boîte de distribution.
[53] Selon l’un des aspects de l’invention, la boîte de distribution est fermée par un couvercle fixé sur la paroi latérale.
[54] Selon l’un des aspects de l’invention, ce couvercle est plan et comprend notamment une ouverture pour le passage d’une bride de raccordement formant une entrée et une sortie de fluide réfrigérant du composant d’échange de chaleur.
[55] Selon l’un des aspects de l’invention, le composant d’échange de chaleur pour le fluide réfrigérant comporte, de manière connue en soi, des tubes dans lesquels circule le fluide réfrigérant. [56] Selon l’un des aspects de l’invention, le support comprend plusieurs circuits hydrauliques, pour différents types de fluides.
[57] Selon l’un des aspects de l’invention, le support, par exemple pourvu de deux plaques assemblées ou d’une plaque unique, porte l’un au moins des composants suivants :
- une pompe pour pomper le fluide caloporteur,
- une vanne d’orientation du fluide caloporteur,
- une vanne anti-retour pour le fluide caloporteur,
- une vanne d’étranglement pour le fluide caloporteur,
- un échangeur à plaques, notamment un échangeur d’évaporation encore appelé « chiller >> en anglais,
- un échangeur de condensation, notamment un « condenseur à eau >>,
- une résistance de chauffage électrique agencée pour chauffer le fluide caloporteur,
- une bouteille dessiccante du circuit dédié au fluide réfrigérant,
- un filtre pour filtrer des particules présentes dans le fluide caloporteur, notamment un fluide diélectrique.
[58] Selon l’un des aspects de l’invention, le support, par exemple pourvu de deux plaques assemblées ou d’une plaque unique, forme une partie d’un corps de la vanne ou de la pompe.
[59] Ainsi la fonction fluidique est formée par une partie du corps structurel du composant.
[60] Selon l’un des aspects de l’invention, la vanne est une vanne d’étranglement (« Throttle valve >> en anglais).
[61] Selon l’un des aspects de l’invention, la vanne est une vanne d’orientation de l’écoulement, notamment de type 3 voies ou 4 voies.
[62] Selon l’un des aspects de l’invention, le composant intègre avantageusement des éléments constitutifs de la vanne, par exemple un ou plusieurs volets mobiles. [63] Selon l’un des aspects de l’invention, la pompe est actionnable par un moteur électrique.
[64] Selon l’un des aspects de l’invention, le support est pourvu d’au moins deux logements pour recevoir deux pompes.
[65] Selon l’un des aspects de l’invention, l’un des composants porte un capteur pour mesurer une caractéristique du fluide ou de l’écoulement du fluide, par exemple le capteur étant un capteur de température pour mesurer la température du fluide.
[66] Selon l’un des aspects de l’invention, le composant à fonction fluidique comprend un élément fonctionnel tel qu’un clapet ou un volet ou un piston, cet élément fonctionnel étant intégré au sein de l’un des canaux formés par le support.
[67] Selon l’un des aspects de l’invention, la boîte comprend un rebord libre agencé pour recevoir un couvercle.
[68] Selon l’un des aspects de l’invention, le couvercle est sensiblement plan, avec notamment une ouverture pour le passage d’une bride de connexion fluidique pour la circulation de fluide réfrigérant dans le composant d’échange thermique logé dans la boîte.
[69] Selon l’un des aspects de l’invention, le support comprend au moins un embout de connexion fluidique agencé pour relier le ou les canaux du support à une tubulure de fluide.
[70] Cet embout de connexion fluidique peut être de type mâle agencé pour coopérer une tubulure qui est de type femelle, ou inversement.
[71] Selon l’un des aspects de l’invention, le fluide caloporteur est choisi parmi : un fluide diélectrique, un fluide de refroidissement tel que de l’eau ou un mélange d’eau et d’éthylène glycol, un fluide réfrigérant tel que R134a, R1234yf ou R744.
[72] L’invention a encore pour objet un circuit de fluide caloporteur d’une pompe à chaleur, comportant un module tel que précité.
[73] Dans le cadre d’une pompe à chaleur, l’invention permet de compacter l’ensemble des composants du module, ces composants pouvant appartenir à un circuit réfrigérant et à un circuit du fluide caloporteur de la pompe à chaleur. [75] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
[76] - la [Figure 1] illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, un module selon un exemple de mise en oeuvre de l’invention,
[77] - la [Figure 2] illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, le module de la [Figure 1], suivant une vue différente,
[78] - la [Figure 3] illustre, schématiquement et partiellement, le module selon la vue de la [Figure 1], sans les composants montés dessus,
[79] - la [Figure 4] illustre, schématiquement et partiellement, l’une des plaques du support du module de la [Figure 1],
[80] - la [Figure 5] illustre, schématiquement et partiellement, l’autre des plaques du support du module de la [Figure 1],
[81] - la [Figure 6] illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, un module selon un autre exemple de mise en oeuvre de l’invention,
[82] - la [Figure 7] illustre, schématiquement et partiellement, le module de la [Figure 6], selon une autre vue,
[83] - la [Figure 8] illustre, schématiquement et partiellement, le support du module de la [Figure 6], isolément.
[84]
[85] On a représenté, sur les figures 1 et 2, un module de refroidissement 1 selon un exemple de mise en oeuvre de l’invention, destiné à être utilisé dans un système à pompe à chaleur embarqué sur un véhicule.
[86] Ce module 1 est intégré à un circuit de fluide caloporteur qui peut être un circuit à eau de la pompe à chaleur. Ce circuit à eau est associé à un circuit de fluide réfrigérant de la pompe à chaleur pour permettre des échanges de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant.
[87] La pompe à chaleur ne sera pas décrite plus en détails, étant connu de l’art antérieur. L’invention est adaptable à un grand nombre de types de circuit de refroidissement, dans la mesure où les différents composants peuvent être choisis pour réaliser les différentes fonctions attendues.
[88] Le module de refroidissement 1 comporte un support 2 comprenant plusieurs canaux 3 pour l’écoulement d’un fluide caloporteur, par exemple contenant principalement de l’eau.
[89] Ce support 2 porte des composants à fonction fluidique qui sont deux vannes 5 et une pompe 6.
[90] Ces vannes 5 sont par exemple des vannes multivoies pour la gestion de circulation du fluide caloporteur.
[91 ] La pompe 6 permet de mettre en mouvement ce fluide caloporteur et est actionnable par un moteur électrique.
[92] Ce module 2 comprend en outre une boîte de distribution 8 du fluide caloporteur et cette boîte 8 est apte à loger un composant d’échange de chaleur
10 distinct des composant à fonction fluidique 5 et 6 précités.
[93] Le composant d’échange de chaleur 10 est par exemple un refroidisseur à fluide réfrigérant, encore appelé « chiller >> en anglais. Seule une bride 9 de ce composant 10 est visible sur la figure 2.
[94] La boîte 8 est agencée de manière à permettre, en son sein, un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant.
[95] Cette boîte 8 est formée par le support 2.
[96] Ce support 2 comprend une première plaque 1 1 et une deuxième plaque 12 assemblées l’une avec l’autre pour définir les canaux 3, ces plaques 1 1 et 12 étant jointes et formant ensemble une circonférence de chaque canal 3.
[97] Chaque canal 3 est formé par une première cavité 14 de la première plaque
1 1 et une deuxième cavité 15 de la deuxième plaque 12, comme on peut le voir notamment sur les figures 4 et 5.
[98] Comme illustré sur les figures 1 et 3, ces cavités 14 et 15, formées par une paroi cylindrique 17 de la plaque associée, sont jointes et forment ensemble la circonférence de chacun des canaux 3. Ces cavités 14 et 15 sont ainsi des demi- canaux des canaux 3. [99] Ces cavités 14 et 15 sont jointes suivant un plan de jonction 16 qui est parallèle au plan principal des plaques 1 1 et 12.
[100] Les plaques 11 et 12 comportent chacune plusieurs régions planes 19 adjacentes aux parois cylindriques 17 qui forment le ou les canaux 3.
[101] Les plaques 11 et 12 présentent chacune une face de jonction plane 20, lesquelles face de jonction 20 présentent des pourtours extérieurs identiques qui coïncident.
[102] Les plaques 11 et 12 sont chacune faite d’une pièce monolithique, par exemple en métal.
[103] Les plaques 11 et 12 sont réalisées par fonderie ou par injection ou par emboutissage, suivant le matériau utilisé.
[104] Les plaques 11 et 12 sont assemblées entre elles par soudage ou par collage, via les faces de jonction 20.
[105] Le module 1 comprend des organes de fixation 21 pour fixer les composants de vannes 5 et de pompe 6, au support 2.
[106] Ces organes de fixation 21 comprennent des vis qui s’engagent dans des colonnettes ou pattes 22 respectives de la plaque 12 et du composant 5 et 6.
[107] Les plaques 11 et 12 sont soudées ou collées, le long des canaux 3 pour rendre ces canaux 3 étanches au fluide caloporteur sur toute leur longueur.
[108] Selon l’un des aspects de l’invention, l’un au moins des canaux est rectiligne sur au moins une portion de sa longueur.
[109] Certains canaux 3 présentent une direction rectiligne.
[1 10] La boîte 8 comporte une paroi latérale 25, de pourtour globalement rectangulaire, cette paroi 25 étant réalisée d’un seul tenant avec la première plaque 1 1 qui forme un fond de la boîte 8.
[1 1 1] Cette paroi latérale 25 est perpendiculaire à la première plaque 1 1 .
[1 12] Certains canaux 3 s’étendent au droit de cette paroi latérale 25. [113] La première plaque 11 comporte plusieurs formes 26, ici des renfoncements, qui sont au pied de la paroi latérale 25 et agencées pour loger partiellement l’une des vannes 5.
[114] La paroi latérale 25 comprend un réseau 28 de nervures de renfort, qui comprend des nervures 29 qui se croisent perpendiculairement.
[115] La paroi latérale 25 comprend un rebord libre 30 agencé pour recevoir un couvercle 31 .
[116] Le couvercle 31 est plan et comprend une ouverture 33 pour le passage de la bride 9 de raccordement formant une entrée et une sortie de fluide réfrigérant du composant d’échange de chaleur 10.
[117] Ce composant d’échange de chaleur 10 comporte, de manière connue en soi, des tubes ou des plaques dans lesquels circule le fluide réfrigérant.
[118] Le support 2, pourvu de deux plaques 11 et 12 assemblées, forme une partie 37 d’un corps de la vanne 5 ou de la pompe 6. Cette partie 37 est une collerette annulaire sur la plaque 12, la vanne 5 ou la pompe 6 reposant sur la collerette 37 respective.
[119] Le support 2 comprend des embouts de connexion fluidique 38 agencé pour relier les canaux 3 du support à des tubulures de fluide.
[120] Chaque embout de connexion fluidique 38 peut être de type mâle agencé pour coopérer une tubulure qui est de type femelle, ou inversement.
[121] Ces embouts sont réalisés d’un seul tenant avec la plaque 12.
[122] Le fluide caloporteur circule dans les composants 5 et 6 et dans l’espace intérieur de la boîte 8.
[123] Comme illustré sur la figure 3, la pompe 6 est logée dans une cavité 49 du support 2 et un orifice d’aspiration 46 est prévu dans le support 2 pour permettre une communication fluidique avec la pompe 6.
[124] Le fluide réfrigérant circulant dans le refroidisseur 10 est notamment du R134a, R1234yf ou R744. [125] Dans un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, illustré aux figures 6 à 8, le module 50 est pourvu d’un support 51 qui comporte une unique plaque 52 agencée pour porter les composants parmi lesquels figurent des vannes 5.
[126] Les canaux 3 sont formés chacun par une tubulure 53 qui est extérieure à la plaque unique 52.
[127] Les tubulures 53 comprennent des portions rectilignes 54 qui sont à distance non nulle de la plaque 52.
[128] Certaines au moins des tubulures 53 sont des pièces distinctes de la plaque 52, qui sont fixées, par exemple par soudure, sur la plaque 52.
[129] La plaque 52 et les tubulures 53 peuvent être fabriquées séparément mais dans le même matériau, par exemple en métal.
[130] La paroi latérale 59 de la boîte de distribution 58, qui réalise la même fonction que la boîte 8 décrite ci-dessus, est fixée sur la plaque unique 52 qui forme le fond de la boîte 58. Autrement dit, la boîte 58 et formée partiellement par le support 51.
[131] Cette paroi latérale 59 est réalisée d’un seul tenant avec un couvercle 60 globalement plan.
[132] Ainsi la paroi latérale 59 et le couvercle 60 sont formés par une pièce monolithique, par exemple en plastique ou en métal.
[133] Une bride 61 est prévue sur le couvercle 60 pour la mise en communication fluidique de fluide réfrigérant avec le composant d’échange de chaleur logé dans la boîte 58.
[134] Des composants à fonction fluidique portés par la plaque 52 sont logés à l’intérieur d’un capot 62 fixé sur cette plaque 52.
[135] Dans cet exemple, du fluide caloporteur peut circuler entre une pompe 6 et la boîte de distribution 58 par une tubulure 65, comme illustré sur la figure 7.
[136] La plaque 52 comporte une région 66 pourvue de nervures 71 et agencée pour recevoir le composant à fluide réfrigérant, région qui est bordée par un muret 69 qui coopère avec la paroi latérale 59. [137] Chaque pompe 6 est associée à une tubulure 67 qui est perpendiculaire à la plaque 52, comme représenté à la figure 7.
[138] Pour rappel, on entend par « fonction fluidique >> une fonction participant au fonctionnement du module, par exemple choisie pour agir sur l’écoulement du fluide caloporteur ou pour mesurer un paramètre lié au fluide ou à son écoulement dans les canaux.

Claims

Revendications
[Revendication 1 ] Module de refroidissement (1 ; 50), notamment pour un véhicule, ce module comportant un support (2 ; 51 ) comprenant au moins un canal (3, 53) pour l’écoulement d’un fluide caloporteur, ce support (2 ; 51 ) portant au moins un composant (5 ; 6) à fonction fluidique tel qu’une vanne ou une pompe, ce module comprenant en outre une boîte (8 ; 58) de distribution du fluide caloporteur et cette boîte étant apte à loger au moins un composant d’échange de chaleur (10) distinct du composant à fonction fluidique et agencé pour une circulation d’un fluide réfrigérant, la boîte (8 ; 58) étant agencée de manière à permettre, en son sein, un échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le fluide réfrigérant, cette boîte (8 ; 58) étant formée au moins partiellement par le support (2 ; 51 ).
[Revendication 2] Module selon la revendication précédente, dans lequel le support (2) comprend une première plaque (1 1 ) et une deuxième plaque (12) assemblées l’une avec l’autre pour définir le canal (3), ces plaques (1 1 , 12) étant jointes et formant ensemble une circonférence du canal (3).
[Revendication 3] Module selon la revendication précédente, dans lequel le canal (3) est formé par une première cavité (14) de la première plaque (1 1 ) et/ou une deuxième cavité (15) de la deuxième plaque (12).
[Revendication 4] Module selon la revendication 1 , dans lequel le support (51 ) comporte une unique plaque (52) agencée pour porter le ou les composants (5 ; 6).
[Revendication 5] Module selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la boîte (8 ; 58) comporte une paroi latérale (25, 59), de pourtour notamment globalement rectangulaire, notamment la paroi latérale (25, 59) comprenant un réseau de nervures de renfort, ce réseau de nervures comprenant notamment des nervures qui se croisent perpendiculairement.
[Revendication 6] Module selon la revendication précédente, dans lequel la paroi latérale (25) est réalisée d’un seul tenant avec le support (2), notamment avec une première plaque (11 ) du support (2), cette première plaque (11 ) formant un fond de la boîte (8).
[Revendication 7] Module selon la revendication précédente, dans lequel la paroi latérale (25) comprend un rebord libre agencé pour recevoir un couvercle (31 ).
[Revendication 8] Module selon la revendication 5, dans lequel la paroi latérale (59) de la boîte (58) est rapportée et fixée sur le support (51), notamment sur la plaque unique (52).
[Revendication 9] Module selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le support, par exemple pourvu de deux plaques assemblées ou d’une plaque unique, porte l’un au moins des composants suivants :
- une pompe (6) pour pomper le fluide caloporteur,
- une vanne (5) d’orientation du fluide caloporteur,
- une vanne anti-retour pour le fluide caloporteur,
- une vanne d’étranglement pour le fluide caloporteur,
- un échangeur à plaques, notamment un échangeur d’évaporation encore appelé « chiller >> en anglais,
- un échangeur de condensation, notamment un « condenseur à eau >>,
- une résistance de chauffage électrique agencée pour chauffer le fluide caloporteur,
- une bouteille dessiccante du circuit dédié au fluide réfrigérant,
- un filtre pour filtrer des particules présentes dans le fluide caloporteur, notamment un fluide diélectrique.
[Revendication 10] Circuit de fluide caloporteur d’une pompe à chaleur, comportant un module (1 ; 50) selon l’une des revendications précédentes.
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