FR2930021A1 - Echangeur de chaleur comprenant une solution metastable. - Google Patents

Abstract

Echangeur de chaleur (1) comprenant au moins un moyen de chauffage et au moins un moyen de dissipation (8) de la chaleur produite par le moyen de chauffage, ledit moyen de dissipation (8) étant apte à être traversé par un flux d'air, caractérisé en ce que ledit moyen de chauffage est une solution métastable (S) génératrice de chaleur.

Description

Echangeur de chaleur comprenant une solution métastable.

L'invention se rapporte au domaine des systèmes de ventilation, chauffage et/ou climatisation des véhicules automobiles et en particulier aux échangeurs de chaleur.

L'évolution des véhicules avec des motorisations thermiques haute performance et/ou hybride permette des réductions de la consommation en carburant. En contre partie, les pertes thermiques de ces moteurs sont de plus en plus faibles.

Or, ces pertes thermiques sont transmises via le circuit de refroidissement moteur à un échangeur de chaleur du système de ventilation, chauffage et/ou climatisation pour assurer le chauffage de l'air de l'habitacle. Ces pertes thermiques du moteur sont donc nécessaires pour chauffer l'air de l'habitacle du véhicule. Lors d'un démarrage à froid du moteur, ces pertes thermiques ne sont pas en quantité suffisante pour assurer un chauffage convenable dans les premiers instants de fonctionnement du système de ventilation, chauffage et/ou climatisation. Cet inconvénient est encore plus marqué lors de périodes hivernales, les pertes thermiques du moteur étant moindres pour un démarrage à froid. A ce jour, plusieurs solutions de chauffage additionnel sont connues pour palier à ce manque de perte thermique par le moteur, mais présentent chacune des inconvénients.

II existe tout d'abord des solutions très consommatrices d'énergie électrique telles qu'un radiateur de type électrique comprenant des pierres à coefficient de température positif ou un thermoplongeur, c'est-à-dire une résistance électrique échangeant de la chaleur avec de l'eau. Pour des véhicules hybrides par exemple, la réserve en énergie électrique est limitée. L'emploi de telles solutions n'est donc pas satisfaisant puisqu'elles nécessitent de grande quantité d'énergie électrique. En outre, ces solutions sont coûteuses du fait de l'emploi, par 3o exemple, de pierres à coefficient de température positif.

Il existe également des solutions consommatrices de carburant telles qu'un brûleur sur l'eau ou sur l'air ou encore le fonctionnement de la boucle de climatisation en mode pompe à chaleur. Les constructeurs automobiles cherchant à réduire de façon drastique la consommation en carburant des véhicules, ce type de solution n'est pas convenable.

La valorisation des pertes thermiques, soit à l'échappement par un échangeur eau/gaz, soit à l'aide d'un viscocoupleur disposé dans le compartiment moteur et chauffant l'huile du moteur par cisaillement, est également une solution de chauffage additionnel. Néanmoins, ces solutions ne sont pas efficaces lors des premiers instants de fonctionnement du véhicule et surtout lors des périodes hivernales. En effet, les gaz d'échappement lors du démarrage du véhicule sortent du véhicule à une température trop faible pour pouvoir récupérer de l'énergie thermique ou l'huile ne s'échauffe pas suffisamment lors du démarrage du véhicule.

Enfin, une bouteille de stockage d'eau chaude peut être une solution de chauffage additionnel. Cependant, ce type de bouteille est encombrant, lourd, coûteux et de durée de vie limitée. Celle solution ne convient pas pour des véhicules de plus en plus petits.

En résumé, ces diverses solutions sons: coûteuses et/ou encombrantes et/ou consommatrices d'énergie électrique et/ou inadaptées lors du démarrage du véhicule.

L'invention vient surmonter ces difficultés par un échangeur de chaleur comprenant au moins un moyen de chauffage et au moins un moyen de dissipation de la chaleur produite par le moyen de chauffage, ledit moyen de dissipation étant apte à être traversé par un flux d'air. Le moyen de chauffage est une solution métastable génératrice de chaleur.

On entend par solution métastable génératrice de chaleur toute solution aqueuse saturée en sel et dans un état de surfusion, l'état de surfusion étant un état liquide à une température en dessous de la température de fusion.

L'utilisation d'une solution métastable génératrice de chaleur en tant que moyen de chauffage procure l'avantage de dégager la chaleur nécessaire au chauffage de l'air de l'habitacle sans recourir à une consommation élevée d'énergie. En effet, il suffit d'une simple décharge électrique ou d'une micro-vibration pour initier la réaction exothermique de la solution métastable. En outre, ce type de solution métastable est peu onéreux. Enfin, la quantité de solution métastable nécessaire à un chauffage additionnel au moins équivalent aux solutions connues n'engendre pas un encombrement important.

Des caractéristiques complémentaires ou optionnelles de l'invention sont énoncées ci-après.

- la solution génératrice de chaleur est une solution d'acide acétique de sel de sodium. - la solution génératrice de chaleur comprend de l'éthylène glycol.

- la solution métastable génératrice de chaleur comprend un agent gélifiant.

- l'échangeur de chaleur comprend un moyen d'activation pour provoquer une réaction exothermique de la solution génératrice de chaleur.

- le moyen d'activation est une décharge électrique.

- un dispositif de type électrique génère la décharge électrique. - le moyen d'activation est une micro vibration. - un dispositif de type mécanique génère la micro vibration.

- la solution métastable génératrice de chaleur est logée à l'intérieur d'au moins 5 un moyen de stockage.

- le moyen de stockage et le moyen de dissipation sont en contact et disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre de rnanière à former un faisceau.

10 - l'échangeur de chaleur comprend au moins un moyen de régénération de la solution métastable.

- le moyen de régénération est un liquide de refroidissement d'un moteur d'un véhicule automobile. - l'échangeur de chaleur comprend au moins un moyen de circulation du liquide de refroidissement du moteur à l'intérieur de l'échangeur de chaleur, ledit moyen de circulation étant en contact avec le moyen de stockage.

20 - le moyen de circulation, le moyen de stockage et le moyen de dissipation sont disposés parallèlement les uns par rapport aux autres de manière à former un faisceau.

- le moyen de circulation est disposé perpendiculairement au moyen de stockage 25 et au moyen de dissipation.

- le moyen de régénération est au moins une résistance électrique.

- la résistance électrique se situe à l'intérieur du moyen de stockage. 15 30 L'invention porte également sur un système de ventilation, chauffage et/ou climatisation comprenant au moins échangeur de chaleur selon l'une des caractéristiques précédentes.

Selon une autre caractéristique, le système de ventilation, chauffage et/ou climatisation, comprend un échangeur de chaleur selon l'invention situé en aval par rapport à un radiateur parcouru par le liquide de refroidissement du moteur du véhicule.

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 : - la figure 1 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe partielle détaillant plus particulièrement la structure du faisceau de l'échangeur de chaleur selon l'invention, - la figure 3 est une vue d'un deuxième mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue de côté d'une plaque constitutive du faisceau du deuxième mode de réalisation, - la figure 5 est une vue d'un troisième mode de réalisation de l'invention, - la figure 5a est une vue en perspective d'une tubulure du troisième mode de réalisation, - la figure 6 est une vue partielle du quatrième mode de réalisation de l'invention, - les figures 7 et 8 illustrent un dispositif de type mécanique provoquant une micro-vibration, et - la figure 9 représente un dispositif de type électrique provoquant une décharge électrique.

La figure 1 représente un premier mode de réalisatüon selon l'invention. Un échangeur de chaleur 1, ici un radiateur pour un système de ventilation, chauffage et/ou climatisation non représenté, comprend deux boîtes à eau 2, 3 chacune munie d'une ouverture 4, 5. Entre la première boîte à eau 2 et la deuxième boîte à eau 3 se situe un faisceau 6 constitué en partie de tubes 7. On entend par faisceau la partie de l'échangeur de chaleur 1 exempte de boite à eau. Chaque tube 7 est relié fluidiquemeni: aux deux boîtes à eau 2, 3 de sorte à ce qu'un liquide de refroidissement 11 d'un moteur d'un véhicule entrant dans l'échangeur de chaleur 1 via l'ouverture 4 de la première boîte à eau 2 circule dans celui-ci et atteigne la deuxième boîte à eau 3. Ainsi, chaque tube 7 forme un moyen de circulation 10 du liquide de refroidissement 11. Le liquide de refroidissement 11 sort de l'échangeur ide chaleur 1 via l'ouverture 5 de la deuxième boîte à eau. Ainsi, l'échangeur de chaleur présente une circulation de liquide en I . Le sens de circulation du liquide de refroidissement est symbolisé par des flèches sur la figure 1. Un moyen de dissipation 8, assurant l'échange de chaleur entre les calories apportées par le liquide de refroidissement et un flux d'air traversant l'échangeur de chaleur se localise entre les tubes 7 du faisceau 6. Ce moyen de dissipation 8 est formé par des ailettes. L'échangeur de chaleur 1 comprend également au moins un moyen de chauffage et au moins un moyen de stockage 9. Le moyen de chauffage est une solution métastable génératrice de chaleur S. Cette dernière S est logée dans le moyen de stockage 9. Le faisceau 6 comprend, comme illustré en figure 1, une pluralité de moyen de stockage 9, de moyen de dissipation 8 et de moyen de circulation 10. Le moyen de stockage 9 selon ce mode de réalisation est une enveloppe fermée contenant la solution métastable S. Cette enveloppe constitue un réservoir pour la solution métastable génératrice de chaleur S. Chaque enveloppe est en contact avec un tube 7 et un moyen de dissipation 8. En d'autres termes, chaque moyen de stockage 9 est en contact avec un moyen de dissipation 8 et un moyen de circulation 10.

Selon ce mode de réalisation, le moyen de circulation 10, le moyen de stockage 9, le moyen de circulation 10 et le moyen de dissipation 8 sont disposés parallèlement les uns par rapport aux autres de manière à former le faisceau 6. Les boîtes à eau 2, 3 sont disposées perpendiculairement aux moyens de stockage 9 et coiffent le faisceau 6 à deux extrémités opposées. Cette disposition particulière du faisceau 6 assure une régénération efficace du fait que la surface de contact entre le moyen de stockage 9 et le moyen de circulation 10 est importante. En effet, puisque le liquicle de refroidissement 11 traversant le moyen de circulation 10 est ici un moyen de régénération 18 de la solution métastable génératrice de chaleur S et que le moyen de circulation 10 et le moyen de stockage 9 sont accolés l'un à l'autre selon leur longueur, la surface de contact et par conséquent, la surface d'échange de chaleur, entre le moyen de stockage 9 et le moyen de circulation 10 est optimale.

En figure 2 est représenté plus en détail la disposition du faisceau 6. Le faisceau 6 est constitué par une répétition d'un moyen de circulation 10, d'un moyen de stockage 9 et d'un moyen de dissipation 8. Une première plaque 12 et une deuxième plaque 13 sont accolées l'une à l'autre afin de former le tube 7.

Chaque plaque 12, 13 est en métal, tel que l'aluminium, et comporte un emboutissage et/ou un estampillage qui forme en partie le tube 7. Le moyen de stockage 9 est formé par la première plaque 12 et une plaque de fermeture 14. La plaque de fermeture 14 diffère de la première plaque 12 en ce qu'elle scelle totalement l'emboutissage de la première plaque 12. Ainsi, lorsque la première plaque 12 et la plaque de fermeture 14 sont accolées l'une à l'autre, l'emboutissage délimite une enveloppe dans laquelle la solution métastable S est logée. La solution métastable S ne circule donc pas à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 1. Le moyen de dissipation 8 est en contact avec la plaque de fermeture 14. L'ensemble formé par la première plaque 12, la deuxième plaque 13, la plaque de fermeture 14 et l'ailette 8 constitue une première série qui se répète pour former le faisceau 6 de l'échangeur de chaleur.

Ci-dessous est décrit le mode de fonctionnement d'un tel échangeur de chaleur. Lors du démarrage à froid du véhicule automobile, le moteur ne fournit pas assez de calories via le liquide de refroidissement au radiateur, c'est-à-dire à l'échangeur de chaleur, si un passager souhaite chauffer l'air de l'habitacle dès les premiers instants de fonctionnement ciu véhicule. Dans ce cas, les calories nécessaires pour chauffer l'air de l'habitacle sont apportées par la solution métastable par l'intermédiaire d'une réaction exothermique.

La réaction exothermique est initiée par' une perturbation provoquée par un moyen d'activation 15. Cette perturbation engendre une solidification de la solution métastable. Lors du changement d'état liquide-solide de la solution métastable, un dégagement de chaleur se produit : c'est la réaction exothermique. Cette quantité de chaleur est alors transmise au moyen de dissipation 8 qui échange cette quantité de chaleur avec un flux d'ai traversant le faisceau 6.

La perturbation est du type électrique ou récanique. Une perturbation électrique est par exemple une décharge électrique 16 formée dans le moyen de stockage.

Une perturbation mécanique est par exemple une micro-vibration 17. Des exemples de réalisation de ces perturbations seront décrits ultérieurement. Une fois que la solution métastable est complètement solidifiée, la réaction exothermique est terminée.

La réaction exothermique de cette solution étant une réaction réversible, la solution reste à l'état solide jusqu'à une étape de régénération. Cette étape de régénération est provoquée tout comme la perturbation amorçant la réaction exothermique. Pour régénérer la solution à l'état solide, une réaction endothermique doit être réalisée. En d'autres termes une quantité de chaleur doit être apportée à la solution à l'état solide pour qu'elle change d'état et redevienne liquide.

Durant les quelques minutes de la réaction exothermique, le moteur monte en température et commence à fournir suffisamment de calories au liquide de refroidissement le traversant pour que ces calories soient utilisées pour augmenter la température de l'air traversant le faisceau 6 de l'échangeur de chaleur 1. De ce fait, les calories transportées par le liquide de refroidissement en provenance du moteur chaud permettent de prendre le relais pour le chauffage de l'air traversant le faisceau et/ou d'apporter la quantité de chaleur nécessaire à la réaction endothermique de la solution métastable. Ainsi, la solution métastable passe d'un état solide à un état liquide et est de nouveau apte à fournir de la chaleur par une nouvelle réaction exothermique. En d'autres termes, la solution métastable régénérée est apte à fournir de nouveau un chauffage additionnel. Selon le premier mode de réalisation, le moyen de régénération 18 de la solution métastable S est le liquide de refroidissement 11.

La réversibilité des réactions exothermique et endothermique de la solution métastable couplée avec l'apport de calories fournies par le moteur via le liquide de refroidissement présente le grand avantage d'avoir une source de chaleur disponible dès le démarrage du véhicule même par période hivernale et de ne nécessiter aucun moyen de régénération autre que le liquide de refroidissement du moteur pour régénérer la solution métastable après solidification.

Par rapport à un radiateur muni d'éléments à coefficient de température positif, un tel échangeur de chaleur présente donc l'avantage de ne requérir qu'une très faible quantité d'énergie électrique pour son fonctionnement du fait qu'une simple décharge électrique et/ou une micro-vibration active la réaction exothermique et que seule l'énergie thermique perdue par le moteur régénère la solution métastable.

En figures 3 et 4 est illustré un deuxième mode de réalisation. En figure 3, un échangeur de chaleur 101 comprenant des moyens de stockage 9 et des moyens de dissipation 8 est représenté. Le faisceau 106 de l'échangeur de chaleur 101 est constitué d'une alternance d'un moyen de stockage 9 et d'un moyen de dissipation 8. Chaque moyen cle stockage 9 comprend deux plaques 120 identiques accolées l'une à l'autre pour former un réservoir logeant la solution métastable S. Une vue de côté d'une plaque 120 est en figure 4. La plaque 120 comporte à chacune de ses extrémités un orifice 121. Les orifices 121 d'une plaque 120 ne communiquent: pas fluidiquement avec le réservoir contenant la solution métastable S. Lorsque le faisceau 106 est formé, l'ensemble des orifices supérieurs 121a et l'ensemble des orifices inférieurs 121 b sont respectivement alignés. Un premier conduit 122 est logé à l'intérieur des orifices supérieurs 121a et achemine le liquide de refroidissement moteur 11 à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 101. Un deuxième conduit 123 est logé à l'intérieur de l'ensemble des orifices inférieurs 121b et évacue le liquide de refroidissement moteur 11 hors de l'échangeur de chaleur 101.

L'échangeur de chaleur 101 selon les figures 3 et 4 ne comporte pas dans son faisceau 106 de tubes 7 disposés parallèlement aux moyens de dissipation 8. Le moyen de stockage 9 et le moyen de dissipation 8 sont disposés parallèlement les uns par rapport aux autres de manière à former le faisceau 106. En outre, le moyen de circulation 10 est disposé perpendiculairement au moyen de stockage 9 et au moyen de dissipation 8. En effet, un tel échangeur de chaleur 101 est destiné à remplacer un radiateur électrique, logé dans un système de ventilation, chauffage et/ou climatisation et comportant des éléments à coefficient de température positif, placé en amont ou en aval d'un échangeur de chaleur recevant uniquement le liquide de refroidissement 11. Les termes amont et aval son relatifs au sens de parcours d'un flux d'air traversant le système de ventilation, chauffage et/ou climatisation.

En figure 5 est représenté un troisième mode de réalisation. Un échangeur de chaleur 201 comprend un faisceau 206 disposé entre deux montants 230. Le faisceau 206 comprend une alternance de moyen de dissipation 8 et de moyen de stockage 9. Selon ce mode de réalisation, le moyen de stockage 9 est formé par une tubulure 235 contenant la solution métastable S. Cette tubulure est représentée en figure 5a et comprend une paroi cylindrique 236 et deux faces latérales 237 situées en extrémité de la paroi cylindrique 236. Un moyen de régénération 18 sous la forme d'une résistance électrique 231 est logé dans chaque moyen de stockage 9 et en contact avec la solution métastable S. La résistance électrique 231 parcoure longitudinalement la tubulure 235. Ainsi, l'échangeur de chaleur 206 comprend une pluralité de résistance électrique 231 faisant partie d'un circuit électrique 232 traversant chaque moyen de stockage 9.

Le circuit électrique 232 est relié au réseau électrique du véhicule. Le circuit électrique 232 comprend un premier fill 233 logé à l'intérieur d'un premier montant 230a. Ce premier fil 233 a une extrémité en saillie du premier montant 233 pour une connexion au réseau électrique du véhicule. Les résistances électriques 232 sont connectées en parallèle au premier fil électrique 233. Un deuxième fil 234 est logé dans un deuxième montant 230b et comporte une extrémité en saillie de ce deuxième montant 230b pour la connexion au réseau électrique du véhicule. Les résistances électriques 231 sont connectées en parallèle à ce deuxième fil 234. La connexion entre les résistances électriques 231 et les premier 233 et deuxième 234 fils est réalisé de manière totalement étanche. En d'autres termes, la connexion entre les résistances électriques 231 et les premier 233 et deuxième 234 fils se faisant au niveau des faces latérales 237 des tubulures 235, les tubulures 235 comporte des moyens d'étanchéité de sorte à ce que aucune fuite de solution métastable S ne soit possible au niveau des faces latérales 237.

Les résistances électriques 231 équipant l'échangeur de chaleur présentent l'avantage d'être peu consommatrice d'énergie électrique pour régénérer la solution métastable S à l'état solide contrairement à des éléments à coefficient de température positif.

En outre, un tel échangeur de chaleur 206 selon ce mode de réalisation est placé en aval d'un échangeur de chaleur alimenté uniquement par le liquide de refroidissement 11 du moteur du véhicule dans un système de ventilation, chauffage et/ou climatisation. De ce fait, lorsque les calories apportées par le liquide de refroidissement 11 sont en quantité suffisamment importante pour chauffer le flux d'air traversant l'échangeur de chaleur alimenté par le liquide de refroidissement 11, l'échangeur de chaleur 206 selon l'invention reçoit un flux d'air chauffé et la solution métastable à l'état solide est alors régénérée. La combinaison des calories apportées par le flux d'air chauffé par le liquide de refroidissement et les calories fournies par les résistances électriques 231 assure une consommation électrique faible pour la régénération de la solution métastable S.

La disposition particulière des résistances électriques 231 à l'intérieur des tubulures 235 assure une homogénéité de température lors de la régénération de la solution métastable S. En effet, chaque résistance électrique 231 s'étendant selon la longueur de la tubulure 235, un gradient de température homogène est obtenu, améliorant ainsi la qualité de la régénération.

En figure 6 est représenté un quatrième mode de réalisation. Un échangeur de chaleur 301 représenté partiellement comprend un faisceau 306 composé d'une alternance de moyen de dissipation 8 et de moyen de stockage 9. Le moyen de stockage 9 est une tubulure 335 comprenant une paroi cylindrique 336 en contact avec les moyens de dissipation 8 et deux faces latérales 337. Chaque face latérale 337 est ouverte et en communication de fluide avec un canal 338.

Ainsi, le faisceau 306 est bordé à deux extrémités opposées par deux canaux 338. Plus précisément, les canaux 338 sont disposés perpendiculairement aux tubulures 335. La communication de fluide entre les tubulures 335 et les canaux 338 impliquent que la solution métastable S est contenue à la fois dans les tubulures et les canaux. Le moyen de stockage 9 est donc formé par les deux canaux 338 et les tubulures 335. En outre, chaque canal 338 loge une résistance électrique 331. Cette résistance électrique 331 s'étend selon la longueur du canal 338 et est en contact avec la solution métastable S. Les résistances électriques 331 sont connectées au réseau électrique du véhicule. Selon ce mode de réalisation, seules deux résistances électriques sont utilisées pour la régénération de la solution métastable S. En effet, la régénération s'initialise dans les deux canaux 338 puis se fait par transfert de chaleur de proche en proche dans la solution métastable et se propage dans les tubulures 335. Ce mode de réalisation est alors moins consommateur d'énergie électrique vis-à-vis du troisième mode de réalisation.

Selon une variante de réalisation, les moyens de stockage 9 et les canaux 338 sont réalisés par un empilement de plaques.

Les caractéristiques ci-dessous sont applicables à tous les modes de réalisation décrits ci-dessus.

Chaque mode de réalisation décrit ci-dessus comprend au moins un moyen d'activation 15. Les figures 7 et 8 représentent un premier exemple de moyen d'activation 15 selon le mode de réalisation de la figure 3. Le moyen d'activation 15 est ici une micro-vibration. La micro-vibration est réalisée par un dispositif de type mécanique comprenant un aimant 151, un poussoir 152, un ressort 153 et une bobine 154. Un boîtier 155 loge l'aimant 151, le poussoir 152, le ressort 153 et la bobine 154. Le boîtier 155 est disposé dans l'échangeur de chaleur 1 de sorte à être en contact avec un moyen de stockage 9. L'aimant 151 est mobile en translation à l'intérieur de la bobine 154 selon un axe A de l'aimant 151.

Lorsque aucun courant électrique traverse la bobine 154, l'aimant est dans un première position P1 dans laquelle le poussoir 152, fixé à l'aimant 151 et s'étendant selon l'axe A, n'est pas en saillie à l'intérieur du moyen de stockage 9. Dans cette première position P1, le poussoir est intégralement logé à l'intérieur du boîtier 155 et est maintenu en position par l'intermédiaire du ressort 153 fixé d'un coté à l'aimant 151 et d'un autre côté au boîtier 155. La force exercée par le ressort 153 sur l'aimant 151 empêche le poussoir 152 de pénétrer à l'intérieur du moyen de stockage 9. Lorsqu'un courant électrique traverse la bobine 154, un champ magnétique se créer et met en mouvement l'aimant 154. Le champ magnétique crée une force opposée à celle du ressort 153 et permet au poussoir 152 de pénétrer à l'intérieur du moyen de stockage via un orifice 91 formé sur le moyen de stockage 9 pour le passage du poussoir 152. Le poussoir 152 est alors dans une deuxième position P2 dans laquelle il provoque l'activation de la réaction exothermique de la solution S contenue dans le moyen de stockage 9. Lorsque le poussoir 152 pénètre à l'intérieur du moyen cle stockage 9, il entre en contact avec la solution S et provoque une micro-vibration 17 qui amorce la réaction exothermique de la solution S. Lorsque la bobine n'est plus alimenté en courant électrique, seule la force du ressort 152 continue de s'exercer sur l'aimant 151 et ainsi, le poussoir revient dans sa première position. La micro-vibration 17 est réalisée par conséquent via le poussoir 152 qui agit comme un percuteur sous l'effet du champ magnétique créé par la bobine 154.

Etant donné que chaque moyen de stockage 9 de l'échangeur de chaleur 1 selon le mode de réalisation de la figure 3 est indépendant, c'est-à-dire que la solution contenue dans un moyen de stockage 9 est enfermée dans ce dernier et ne communique pas fluidiquement avec la solution d'un autre moyen de stockage 9, chaque moyen de stockage 9 est muni d'un moyen d'activation 15.

Un deuxième exemple de moyen d'activation 15 est illustré en figure 9. Ici, le moyen d'activation 15 est une décharge électrique. La décharge électrique est réalisée par un dispositif de type électrique comprenant deux électrodes 156 logées dans un boîtier 155. Les deux éllectrodes 156 sont reliées à un circuit électronique 157 lui-même connecté au réseau électrique du véhicule. Un orifice 91 formé sur le moyen de stockage 9 permet de d'insérer les deux électrodes 157 à l'intérieur de ce dernier. Ainsi, les deux électrodes 157 sont plongées dans la solution S contenue dans le moyen de stockage 9. Lorsqu'un courant traverse le circuit électronique 157, une décharge électrique 16 se crée entre les deux électrodes 157 et amorce la réaction exothermique de la solution S.

Le moyen de chauffage selon l'invention est une solution métastable S. Une telle solution est par exemple une solution d'acétate de sodium (NaC2H3O2). Plus précisément la solution métastable S est une solution d'acide acétique de sel de sodium. L'avantage d'utiliser une telle solution comme moyen de chauffage est du aux caractéristiques intrinsèques de cette dernière. Par exemple, cette solution ne détériore pas le cuivre ou ses alliages, l'acier inoxydable ou les plastiques. Ainsi, le moyen de stockage 9 peut être réalisé avec ces matériaux peu onéreux. En outre, cette solution est non inflammable ce qui implique qu'il n'est pas nécessaire de pourvoir l'échangeur de chaleur d'un moyen de contrôle du moyen de chauffage pour le risque d'incendie.

10 La solution métastable S est, selon une autre variante, de composition chimique suivante : - KAI(SO4)2 - 12H2O, ou NH4AI(SO4)2 - 12H2O, ou (NH4)AI(SO4) - 6H2O La composition chimique de la solution métastable S est choisie de sorte à ce que le point de fusion de la solution, c'est-à-dire la température du changement d'état liquide-solide, soit supérieur ou égale à 50°C.

20 La réaction exothermique d'une solution d'acétate de sodium étant déclenchée par un phénomène physique contrôlable (décharge électrique 16 ou micro-vibration 17) par l'intermédiaire d'un dispositif de type rnécanique ou électrique, le chauffage additionnel procuré par l'échangeur de chaleur 1 est disponible à tout moment. L'emploi d'une solution d'acétate de sodium comme moyen de 25 chauffage est peu onéreux.

En variante, la solution métastable S comprend un composant permettant d'abaisser la température de solidification afin que la solution métastable S reste à l'état liquide lors des périodes hivernales dans lesquelles la température 30 extérieure au véhicule peut atteindre -20°C par exemple. Etant donné que la solution métastable S doit être à l'état liquide pour être activée et fournit de la 15 chaleur en passant à l'état solide, il est nécessaire pour une utilisation d'une telle solution dans un véhicule automobile que cette solution reste à l'état liquide malgré des températures extérieures très basses. Ainsi, la solution métastable S comprend de l'éthylène glycol (C2H6O2) pour diminuer la température de changement d'état liquide-solide. En d'autres termes, l'éthylène glycol permet d'abaisser la température de fusion de la solution métastable S.

En plus de l'éthylène glycol, la solution métastable S comprend en variante un additif, tel qu'un agent gélifiant. Cet agent gélifiant assure une meilleure stabilité de la solution métastable S, évitant ainsi un déclenchement intempestif de la réaction exothermique. L'agent gélifiant assure également une amélioration de la durée de vie de l'échangeur de chaleur. En effet, lorsque la solution métastable S passe de l'état liquide à l'état solide, elle exerce une contrainte mécanique plus importante sur les parois du moyen de stockage 9 du fait du changement d'état.

La présence de l'agent gélifiant permet de diminuer l'intensité de cette contrainte mécanique exercée par la solution métastable S sur le moyen de stockage 9 en rendant la solution métastable S visqueuse lors de son passage à l'état solide. En outre, cet agent gélifiant rehausse le niveau de ternpérature atteint par la réaction exothermique et augmente le temps de la réaction exothermique. Les calories transmises alors à l'air traversant l'échangeur de chaleur sont en quantité plus élevée et cette transmission dure plus longtemps. Un tel agent gélifiant est par exemple de l'amidon de mais ou de l'aniline.

En variante du premier mode de réalisation, l'échangeur de chaleur comprend une seule boite à eau. Dans ce cas, les plaques constitutives du faisceau sont conformées de sorte à assurer une circulation en U du liquide de refroidissement 11. Au surplus, l'échangeur de chaleur selon l'invention présente deux, trois, quatre, cinq ou six passes selon la conformation des plaques formant le faisceau.

Claims (3)

1. Revendications: 1. Echangeur de chaleur (1) comprenant au moins un moyen de chauffage et au moins un moyen de dissipation (8) de la chaleur produite par le moyen de chauffage, ledit moyen de dissipation (8) étant apte à être traversé par un flux d'air, caractérisé en ce que ledit moyen de chauffage est une solution métastable (S) génératrice de chaleur.
2. 2. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 1, dans lequel la solution métastable (S) génératrice de chaleur est une solution d'acide acétique de sel de sodium.
3. 3. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la solution métastable (S) génératrice de chaleur comprend de l'éthylène glycol. 4_ Echangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la solution métastable (S) génératrice de chaleur comprend un agent gélifiant. 5. Echangeur de chaleur (1) scion l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel il comprend un moyen d'activation (15) pour provoquer une réaction exothermique de la solution métastable (S) génératrice de chaleur. 25 6. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 5, dans lequel le moyen d'activation (15) est une décharge électrique (16). 7. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 6, dans lequel un 30 dispositif de type électrique génère la décharge électrique (16).20s 8. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 5, dans lequel le moyen d'activation (15) est une micro vibration (17). 9, Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 8, dans lequel un 5 dispositif de type mécanique génère la micro vibration (17). 10.Echangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la solution métastable (S) génératrice de chaleur est logée à l'intérieur d'au moins un moyen de stockage (9). 11. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 10, dans lequel le moyen de stockage (9) et le moyen de dissipation (8) sont en contact et disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre de manière à former un faisceau (6). 12.Echangeur de chaleur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel il comprend au moins un moyen de régénération (18) de la solution métastable (S). 20 13. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 12, dans lequel le moyen de régénération (18) est un liquide de refroidissement (11) d'un moteur d'un véhicule automobile. 14. Echangeur de chaleur (1) selon les revendications 10 et 13, dans lequel il 25 comprend au moins un moyen de circulation (10) du liquide de refroidissement (11) du moteur à l'intérieur de l'échangeur de chaleur (1), ledit moyen de circulation (10) étant en contact avec le moyen de stockage (9). 30 15. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 14, dans lequel le moyen de circulation (10), le moyen de stockage (9) et le moyen de dissipation 10 15(8) sont disposés parallèlement les uns par rapport aux autres de manière à former un faisceau (6) 16. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 14, dans lequel le moyen 5 de circulation (10) est disposé perpendiculairement au moyen de stockage (9) et au moyen de dissipation (8). 17. Echangeur de chaleur (1) selon la revendication 12, dans lequel le moyen de régénération (18) est au moins une résistance électrique. 18, Echangeur de chaleur (1) selon les revendications 10 et 17, dans lequel la résistance électrique se situe à l'intérieur du moyen de stockage (9). 19. Système de ventilation, chauffage et/ou climatisation comprenant au 15 moins un échangeur de chaleur (1) selon l'une des revendications précédentes. 20. Système de ventilation, chauffage et/ou climatisation selon la revendication 19, dans lequel l'échangeur de chaleur (1) est situé en aval 20 par rapport à un radiateur parcouru par le liquide de refroidissement (11) du moteur du véhicule. 25