FR3099235A1 - Heat exchanger for cooling and / or heating and / or ventilation and / or air conditioning installation - Google Patents

Abstract

Échangeur thermique pour installation de refroidissement et/ou chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation L’invention concerne un échangeur thermique (1), pour une installation de refroidissement et/ou chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile, ledit échangeur (1) comportant un faisceau d’échange thermique (3) comprenant une pluralité de fibres creuses (5) de section circulaire, dans lesquelles est destiné à s’écouler un fluide caloporteur, et présentant chacune un diamètre interne compris entre 0,6mm et 1mm. Figure pour l’abrégé : Figure 1Heat exchanger for cooling and / or heating and / or ventilation and / or air conditioning installation The invention relates to a heat exchanger (1), for a cooling and / or heating and / or ventilation and / or air conditioning installation of a motor vehicle, said exchanger (1) comprising a heat exchange bundle (3) comprising a plurality of hollow fibers (5) of circular section, in which a heat transfer fluid is intended to flow, and each having an internal diameter of between 0, 6mm and 1mm. Figure for the abstract: Figure 1

Description

Échangeur thermique pour installation de refroidissement et/ou chauffage et/ou ventilation et/ou climatisationHeat exchanger for cooling and/or heating and/or ventilation and/or air conditioning plant

La présente invention concerne un échangeur thermique, pour une installation de refroidissement et/ou chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation. L’invention concerne également une installation de chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation comportant un tel échangeur thermique.The present invention relates to a heat exchanger, for a cooling and/or heating and/or ventilation and/or air conditioning installation. The invention also relates to a heating and/or ventilation and/or air conditioning installation comprising such a heat exchanger.

L’invention peut s’appliquer en particulier à un radiateur. L’invention peut s’appliquer également à un évaporateur permettant de refroidir un flux d’air le traversant ou encore à un échangeur de type « chiller » en anglais ou refroidisseur d’eau en français ou tout autre échangeur présent dans un véhicule automobile thermique ou électrique.The invention can be applied in particular to a radiator. The invention can also be applied to an evaporator making it possible to cool an air flow passing through it or even to an exchanger of the "chiller" type in English or water cooler in French or any other exchanger present in a thermal motor vehicle or electric.

Les échangeurs thermiques couramment utilisés dans l’automobile ont pour fonction d’assurer l’échange thermique entre deux fluides. Les échangeurs thermiques comportent classiquement un faisceau d’échange thermique et au moins une, généralement deux boîtes collectrices d’un premier fluide caloporteur.The heat exchangers commonly used in the automobile have the function of ensuring the heat exchange between two fluids. Heat exchangers conventionally comprise a heat exchange bundle and at least one, generally two collector boxes for a first heat transfer fluid.

Un échangeur thermique peut être alimenté par le premier fluide caloporteur tel qu’un liquide, via une boîte collectrice. Le faisceau d’échange thermique comporte généralement une pluralité de tubes à travers lesquels est destiné à s’écouler le premier fluide caloporteur. Un deuxième fluide, tel qu’un flux d’air, peut traverser le faisceau d’échange thermique en circulant entre les tubes de façon à permettre un échange thermique avec le premier fluide caloporteur à l’intérieur des tubes.A heat exchanger can be fed by the first heat transfer fluid such as a liquid, via a header box. The heat exchange bundle generally comprises a plurality of tubes through which the first heat transfer fluid is intended to flow. A second fluid, such as an air flow, can cross the heat exchange bundle by circulating between the tubes so as to allow a heat exchange with the first heat transfer fluid inside the tubes.

De façon connue, chaque boîte collectrice comprend une plaque collectrice recevant les extrémités des tubes. Les boîtes collectrices permettent la distribution ou la récupération du fluide caloporteur qui traverse les tubes du faisceau d’échange thermique.In known manner, each header box comprises a header plate receiving the ends of the tubes. The manifolds allow the distribution or recovery of the heat transfer fluid which passes through the tubes of the heat exchange bundle.

En particulier, dans des échangeurs thermiques permettant un échange thermique entre un liquide et un flux d’air, comme des radiateurs ou des évaporateurs, on constate que la résistance thermique est majoritairement du côté externe des tubes, c’est-à-dire du côté du flux d’air, et est négligeable au niveau des parois en aluminium des tubes et du côté interne.In particular, in heat exchangers allowing a heat exchange between a liquid and an air flow, such as radiators or evaporators, it is found that the thermal resistance is mainly on the external side of the tubes, that is to say on the side of the air flow, and is negligible at the level of the aluminum walls of the tubes and on the internal side.

L’amélioration des échanges thermiques du coté limitant, c’est-à-dire du côté du flux d’air, permet une augmentation de la performance de l’échangeur. À cet effet, des ailettes peuvent être prévues entre les tubes pour améliorer l’échange thermique. Les tubes et les ailettes sont généralement en aluminium, et peuvent être assemblés par brasage ou en variante par un assemblage mécanique.The improvement of heat exchanges on the limiting side, i.e. on the air flow side, allows an increase in the performance of the exchanger. For this purpose, fins can be provided between the tubes to improve heat exchange. The tubes and the fins are generally made of aluminum, and can be assembled by brazing or alternatively by a mechanical assembly.

Toutefois, il est parfois constaté un déficit de contact entre les tubes et les ailettes, de sorte que la performance thermique peut être difficile à réaliser.However, there is sometimes a lack of contact between the tubes and the fins, so that the thermal performance can be difficult to achieve.

Il existe un besoin d’apporter une solution alternative permettant d’augmenter les surfaces d’échange thermique pour améliorer les performances de l’échangeur thermique, en particulier sans avoir recours aux ailettes.There is a need to provide an alternative solution making it possible to increase the heat exchange surfaces to improve the performance of the heat exchanger, in particular without resorting to fins.

Par ailleurs, il est connu par exemple un évaporateur comprenant un faisceau d’échange thermique avec un empilement de tubes ou de plaques permettant un échange thermique entre un flux d’air passant à travers le faisceau d’échange thermique et le premier fluide caloporteur, tel qu’un fluide réfrigérant, circulant dans les tubes ou les plaques.Furthermore, an evaporator is known, for example, comprising a heat exchange bundle with a stack of tubes or plates allowing heat exchange between a flow of air passing through the heat exchange bundle and the first heat transfer fluid, such as a coolant, circulating in the tubes or the plates.

Selon une solution connue, l’évaporateur comporte un distributeur du fluide pour alimenter la boîte collectrice en fluide réfrigérant. Un tel distributeur comporte un conduit pourvu d’une pluralité d’orifices logé à l’intérieur de la boîte collectrice. Le fluide est projeté à travers les orifices sur la totalité de la longueur du conduit à l’intérieur de la boîte collectrice, circule dans des canaux de circulation définis par des tubes ou des plaques du faisceau d’échange thermique, puis est évacué hors de l’échangeur thermique.According to a known solution, the evaporator comprises a fluid distributor to supply the header box with refrigerant fluid. Such a distributor comprises a duct provided with a plurality of orifices housed inside the header box. The fluid is projected through the orifices along the entire length of the conduit inside the collector box, circulates in circulation channels defined by tubes or plates of the heat exchange bundle, then is discharged out of the heat exchanger.

Cependant, la vitesse d’écoulement tend à diminuer de façon continue le long du distributeur. Il peut en résulter une répartition non homogène du fluide réfrigérant pour l’alimentation des canaux de circulation du faisceau. De plus, ce phénomène génère une hétérogénéité de la température du flux d’air qui a traversé l’échangeur thermique en fonctionnement.However, the flow velocity tends to decrease continuously along the distributor. This may result in an uneven distribution of the refrigerant fluid for supplying the circulation channels of the bundle. In addition, this phenomenon generates heterogeneity in the temperature of the air flow that has passed through the heat exchanger in operation.

Pour favoriser une répartition homogène du fluide réfrigérant, il a été proposé de prévoir une circulation du fluide réfrigérant en passes multiples. Toutefois, la perte de charge est augmentée avec une telle circulation en multi-passes, réduisant la performance thermique.To promote a homogeneous distribution of the coolant, it has been proposed to provide a circulation of the coolant in multiple passes. However, pressure drop is increased with such multi-pass circulation, reducing thermal performance.

De plus, en fonctionnement de l’évaporateur, les canaux de circulation peuvent se contracter du fait d’un abaissement très fort de la température, ce qui peut conduire à une rupture et donc une perte d’étanchéité.In addition, during operation of the evaporator, the circulation channels can contract due to a very strong drop in temperature, which can lead to a rupture and therefore a loss of tightness.

Il est également connu un échangeur de type « chiller » ou refroidisseur, plus précisément un refroidisseur d’eau, généralement à plaques, dans lequel le premier fluide caloporteur, tel qu’un fluide réfrigérant d’une boucle de climatisation, échange de la chaleur avec un liquide de refroidissement d’une boucle de régulation thermique de dispositifs de stockage d’énergie électrique, tels que des batteries de véhicules automobiles à motorisation électrique et/ou hybride.A "chiller" or cooler type exchanger is also known, more precisely a water cooler, generally with plates, in which the first heat transfer fluid, such as a refrigerant of an air conditioning loop, exchanges heat with a liquid for cooling a thermal regulation loop of electrical energy storage devices, such as batteries of motor vehicles with electric and/or hybrid motorization.

Cependant de tels échangeurs à plaques, peuvent présenter un encombrement et donc une masse importants.However, such plate heat exchangers can have a size and therefore a significant mass.

L’invention a pour objectif de pallier au moins partiellement un ou plusieurs inconvénients précédemment cités en proposant une solution alternative permettant d’améliorer la performance thermique de l’échangeur thermique, tout en réduisant la masse et le coût de l’échangeur thermique.The aim of the invention is to at least partially overcome one or more aforementioned drawbacks by proposing an alternative solution making it possible to improve the thermal performance of the heat exchanger, while reducing the mass and the cost of the heat exchanger.

À cet effet, l’invention a pour objet un échangeur thermique, pour une installation de refroidissement et/ou chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile, ledit échangeur comportant un faisceau d’échange thermique. Le faisceau d’échange thermique comporte une pluralité de fibres creuses dans lesquelles est destiné à s’écouler un fluide caloporteur.To this end, the subject of the invention is a heat exchanger, for a cooling and/or heating and/or ventilation and/or air conditioning installation for a motor vehicle, said exchanger comprising a heat exchange bundle. The heat exchange bundle comprises a plurality of hollow fibers in which a heat transfer fluid is intended to flow.

Les fibres creuses sont de forme générale tubulaire de petit diamètre. Plus précisément, les fibres creuses présentent chacune un diamètre interne compris entre 0,6mm et 1mm. Les fibres creuses présentent une section transversale circulaire ou sensiblement circulaire.Hollow fibers are generally tubular in shape with a small diameter. More precisely, the hollow fibers each have an internal diameter of between 0.6 mm and 1 mm. The hollow fibers have a circular or substantially circular cross-section.

Un tel échangeur, utilisant une pluralité de fibres pour former des micro-tubes pour la circulation du fluide caloporteur, présente l’avantage d’avoir un ratio surface d’échange / volume de fluide très important, et de pouvoir s’adapter à toute configuration ou géométrie.Such an exchanger, using a plurality of fibers to form micro-tubes for the circulation of the heat transfer fluid, has the advantage of having a very large exchange surface/volume of fluid ratio, and of being able to adapt to any configuration or geometry.

L’échangeur thermique peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison.The heat exchanger may further include one or more of the following features, taken separately or in combination.

Les fibres creuses sont avantageusement réalisées dans un matériau polymère, en particulier dans une matière plastique. Les tubes en aluminium des solutions connues de l’art antérieur peuvent être remplacés par de telles fibres en polymère, moins lourdes et moins coûteuses, sans affecter la performance globale de l’échangeur thermique. L’augmentation de la surface d’échange compense largement la perte de conductibilité thermique par rapport à une matière métallique. L’échangeur thermique présente ainsi également l’avantage d’être très léger.The hollow fibers are advantageously made from a polymer material, in particular from a plastic material. The aluminum tubes of the solutions known from the prior art can be replaced by such polymer fibers, which are less heavy and less expensive, without affecting the overall performance of the heat exchanger. The increase in the exchange surface largely compensates for the loss of thermal conductivity compared to a metallic material. The heat exchanger thus also has the advantage of being very light.

Les fibres creuses peuvent présenter des longueurs différentes ou être de même longueur.The hollow fibers can have different lengths or be of the same length.

Il s’agit en particulier d’un radiateur. Il peut s’agir notamment d’un radiateur de refroidissement d’un moteur à combustion interne, ou d’un radiateur de chauffage de l’habitacle du véhicule, d’un radiateur haute température ou basse température, un condenseur, ou encore d’un refroidisseur d’air de suralimentation, d’un refroidisseur d’eau, ou d’un évaporateur.It is in particular a radiator. It may in particular be a cooling radiator of an internal combustion engine, or a heating radiator for the passenger compartment of the vehicle, a high temperature or low temperature radiator, a condenser, or even a charge air cooler, water cooler or evaporator.

Selon un exemple particulier, le diamètre interne des fibres creuses est compris entre 0,6mm et 0,9mm, de préférence de l’ordre de 0,8mm.According to a particular example, the internal diameter of the hollow fibers is between 0.6 mm and 0.9 mm, preferably of the order of 0.8 mm.

Selon un aspect de l’invention, les fibres creuses sont disposées selon un arrangement régulier dans le faisceau d’échange thermique, de façon à être exposées à un deuxième fluide destiné à traverser le faisceau d’échange thermique, tel qu’un flux d’air dans le cas d’un radiateur ou d’un évaporateur, ou encore un liquide dans le cas d’un refroidisseur de liquide de type « chiller ».According to one aspect of the invention, the hollow fibers are arranged in a regular arrangement in the heat exchange bundle, so as to be exposed to a second fluid intended to pass through the heat exchange bundle, such as a flow of air in the case of a radiator or an evaporator, or even a liquid in the case of a “chiller” type liquid cooler.

Dans le faisceau d’échange thermique, les fibres creuses sont libres, c'est-à-dire qu’elles ne sont pas encapsulées dans un matériau ou une plaque, ce qui permet de favoriser l’échange thermique entre les deux fluides.In the heat exchange bundle, the hollow fibers are free, i.e. they are not encapsulated in a material or a plate, which makes it possible to promote the heat exchange between the two fluids.

Selon un autre aspect de l’invention, ledit échangeur comporte au moins une boîte collectrice du fluide caloporteur, dans laquelle débouchent les fibres creuses.According to another aspect of the invention, said exchanger comprises at least one collector box for the heat transfer fluid, into which the hollow fibers emerge.

Selon un exemple de réalisation, ladite au moins une boîte collectrice comporte un corps collecteur creux comportant deux parois en vis-à-vis présentant respectivement une pluralité d’orifices. Les orifices sont traversés par les fibres creuses à l’état assemblé de l’échangeur thermique. Le corps collecteur creux reçoit un matériau d’étanchéité encapsulant les portions de fibres creuses à l’intérieur du corps collecteur creux à l’état assemblé de l’échangeur thermique. Le matériau d’étanchéité permet de réaliser la liaison étanche entre la pluralité de fibres creuses formant le faisceau d’échange thermique et la ou les boîtes collectrices du fluide caloporteur.According to an exemplary embodiment, said at least one collector box comprises a hollow collector body comprising two facing walls respectively presenting a plurality of orifices. The holes are crossed by the hollow fibers in the assembled state of the heat exchanger. The hollow header body receives a sealing material encapsulating the hollow fiber portions inside the hollow header body in the assembled state of the heat exchanger. The sealing material makes it possible to achieve the tight connection between the plurality of hollow fibers forming the heat exchange bundle and the collector box(es) of the heat transfer fluid.

Le corps collecteur creux peut être réalisé d’une seule pièce.The hollow collector body can be made in one piece.

En alternative, le corps collecteur creux comporte deux parois opposées assemblées en délimitant une cavité entre elles, et les deux parois sont traversées chacune par les fibres creuses.Alternatively, the hollow collector body comprises two opposite walls assembled by delimiting a cavity between them, and the two walls are each traversed by the hollow fibers.

Les extrémités des fibres creuses traversant le corps collecteur creux peuvent présenter une rigidité supérieure au reste des fibres creuses dans le faisceau d’échange thermique, par exemple elles peuvent comporter des aiguilles de guidage à leurs extrémités.The ends of the hollow fibers passing through the hollow collector body can have a higher stiffness than the rest of the hollow fibers in the heat exchange bundle, for example they can have guide needles at their ends.

Le corps collecteur creux comporte une ouverture permettant d’injecter ou de couler du matériau d’étanchéité après assemblage des fibres avec le corps collecteur creux. Le corps collecteur creux est par exemple de forme générale allongée, notamment longitudinale, et l’ouverture est prévue à une extrémité longitudinale. Ainsi, le matériau d’étanchéité peut être injecté ou coulé dans l’épaisseur du corps collecteur creux.The hollow manifold body has an opening for injecting or pouring sealing material after assembly of the fibers with the hollow manifold body. The hollow collector body is for example of generally elongated shape, in particular longitudinal, and the opening is provided at one longitudinal end. Thus, the sealing material can be injected or cast into the thickness of the hollow collector body.

Selon un autre aspect de l’invention, ladite au moins une boîte collectrice comporte un couvercle.According to another aspect of the invention, said at least one collector box comprises a lid.

Le couvercle peut par exemple être assemblé au corps collecteur creux, de sorte que les extrémités des fibres creuses débouchent dans l’espace intérieur délimité entre le couvercle et le corps collecteur creux.The cover can for example be assembled to the hollow collector body, so that the ends of the hollow fibers open into the interior space delimited between the cover and the hollow collector body.

En alternative, ladite au moins une boîte collectrice peut présenter une forme générale parallélépipédique dont une face est amovible et permet l’assemblage des fibres creuses, par exemple le collage des fibres creuses. Cette face amovible peut ensuite être solidarisée au reste de ladite au moins une boîte collectrice pour former la cavité qui reçoit le fluide caloporteur.Alternatively, said at least one collector box may have a general parallelepipedal shape, one face of which is removable and allows the assembly of the hollow fibers, for example the bonding of the hollow fibers. This removable face can then be secured to the rest of said at least one collector box to form the cavity which receives the heat transfer fluid.

Selon un mode de réalisation, le faisceau d’échange thermique comporte au moins deux mille fibres, en particulier entre deux mille et six mille fibres creuses. Un tel mode de réalisation est en particulier adapté pour un radiateur. La densité de fibres permet de maximiser la surface d’échange et ainsi de se passer d’ailettes, contrairement aux solutions connues de radiateur de l’art antérieur.According to one embodiment, the heat exchange bundle comprises at least two thousand fibers, in particular between two thousand and six thousand hollow fibers. Such an embodiment is in particular suitable for a radiator. The density of fibers makes it possible to maximize the exchange surface and thus to dispense with fins, unlike the known radiator solutions of the prior art.

L’invention s’applique également aux échangeurs thermiques dans lesquels un fluide réfrigérant est destiné à s’écouler dans la pluralité de fibres creuses. Le premier fluide caloporteur est donc un fluide réfrigérant. Un deuxième fluide à refroidir par le fluide réfrigérant est destiné à circuler entre les fibres creuses.The invention also applies to heat exchangers in which a refrigerant fluid is intended to flow in the plurality of hollow fibers. The first heat transfer fluid is therefore a refrigerant fluid. A second fluid to be cooled by the refrigerant fluid is intended to circulate between the hollow fibers.

Selon un mode de réalisation, l’échangeur thermique est configuré pour travailler en tant qu’évaporateur, et le deuxième fluide est un flux d’air.According to one embodiment, the heat exchanger is configured to work as an evaporator, and the second fluid is an air flow.

Selon un autre mode de réalisation, l’échangeur thermique est configuré pour travailler en tant que refroidisseur de liquide, et le deuxième fluide est un liquide de refroidissement, tel qu’un mélange d’eau et de glycol.According to another embodiment, the heat exchanger is configured to work as a liquid cooler, and the second fluid is a cooling liquid, such as a mixture of water and glycol.

Le nombre de fibres creuses est par exemple compris entre trois cents et deux mille.The number of hollow fibers is for example between three hundred and two thousand.

Pour de tels échangeurs thermiques utilisant du fluide réfrigérant, la pluralité de fibres creuses permet d’avoir une répartition homogène du fluide réfrigérant tout en évitant l’utilisation de passes ou nappes multiples qui augmentent la perte de charge réduisant la performance thermique. Par ailleurs, l’utilisation de fibres creuses de section circulaire permet d’avoir une résistance mécanique importante à la pression ce qui évite des surépaisseurs très pénalisantes dans les échangeurs thermiques connus de l’art antérieur.For such heat exchangers using refrigerant fluid, the plurality of hollow fibers makes it possible to have a homogeneous distribution of the refrigerant fluid while avoiding the use of multiple passes or sheets which increase the pressure drop reducing the thermal performance. Furthermore, the use of hollow fibers of circular section makes it possible to have a high mechanical resistance to pressure, which avoids very penalizing extra thicknesses in the heat exchangers known from the prior art.

L’échangeur thermique peut comporter au moins un organe de mise en tension des fibres creuses, de façon à éviter d’éventuelles vibrations des fibres creuses et éviter qu’elles ne soient soumises à un phénomène de résonnance ou qu’elles ne créent des court-circuits en empruntant des chemins de plus faible résistance aéraulique.The heat exchanger may include at least one member for tensioning the hollow fibers, so as to avoid possible vibrations of the hollow fibers and prevent them from being subjected to a resonance phenomenon or from creating short - circuits by taking paths of lower air resistance.

Selon un exemple de réalisation particulier, l’échangeur thermique comporte une entrée et une sortie du fluide réfrigérant agencées d’un côté du faisceau d’échange thermique. Ledit au moins un organe de mise en tension des fibres creuses comporte au moins un axe agencé du côté du faisceau d’échange thermique opposé aux entrée et sortie de fluide réfrigérant, de façon à permettre un demi-tour des fibres creuses autour dudit au moins un axe.According to a particular embodiment, the heat exchanger comprises an inlet and an outlet for the refrigerant fluid arranged on one side of the heat exchange bundle. Said at least one member for tensioning the hollow fibers comprises at least one axis arranged on the side of the heat exchange bundle opposite the coolant inlet and outlet, so as to allow a half-turn of the hollow fibers around said at least an axe.

Selon un exemple de configuration, par exemple dans le cas d’un évaporateur, l’échangeur thermique peut comporter deux joues agencées de part et d’autre du faisceau d’échange thermique et maintenant ledit au moins un axe.According to an exemplary configuration, for example in the case of an evaporator, the heat exchanger may comprise two cheeks arranged on either side of the heat exchange bundle and maintaining said at least one axis.

Selon un autre aspect, ledit au moins un organe de mise en tension des fibres creuses peut comporter au moins un organe de compensation élastique. L’organe de compensation élastique est par exemple réalisé sous forme d’un ressort, tel qu’un ressort hélicoïdal. Le ou les organes de compensation élastiques permettent de compenser une dilatation ou rétractation des fibres creuses en fonctionnement de l’évaporateur, du fait de la température et/ou pression interne, voire d’éviter la casse des fibres creuses.According to another aspect, said at least one member for tensioning the hollow fibers may comprise at least one elastic compensation member. The elastic compensation member is for example made in the form of a spring, such as a helical spring. The elastic compensation member(s) make it possible to compensate for an expansion or retraction of the hollow fibers in operation of the evaporator, due to the temperature and/or internal pressure, or even to avoid the breakage of the hollow fibers.

Selon un exemple de réalisation, par exemple dans le cas d’un évaporateur, l’échangeur thermique comporte au moins une boîte collectrice du fluide réfrigérant dans laquelle débouchent les fibres, deux joues agencées de part et d’autre du faisceau d’échange thermique et ledit au moins un organe de compensation élastique est agencé entre ladite au moins une boîte collectrice et une joue ou entre ladite au moins une boîte collectrice ledit au moins un axe.According to an exemplary embodiment, for example in the case of an evaporator, the heat exchanger comprises at least one header box for the refrigerant fluid into which the fibers emerge, two flanges arranged on either side of the heat exchange bundle and said at least one elastic compensation member is arranged between said at least one collector box and a flange or between said at least one collector box and said at least one axis.

Ledit échangeur peut comporter au moins un organe de maintien des extrémités des fibres, par exemple agencé à l’entrée ou la sortie de fluide réfrigérant. Un tel organe de maintien peut être réalisé sous forme de plaque.Said exchanger may comprise at least one member for holding the ends of the fibers, for example arranged at the inlet or the outlet of the refrigerant fluid. Such a holding member can be made in the form of a plate.

Selon une autre configuration, par exemple dans le cas d’un refroidisseur de type « chiller », ledit échangeur comporte un boîtier recevant le faisceau d’échange thermique. Ledit au moins un axe peut s’étendre entre et être maintenu par deux parois opposées du boîtier du refroidisseur ou « chiller ».According to another configuration, for example in the case of a “chiller” type cooler, said exchanger comprises a box receiving the heat exchange bundle. Said at least one axis may extend between and be held by two opposite walls of the cooler or "chiller" housing.

Selon l’un ou l’autre de ces exemples de réalisation, l’axe présente un diamètre supérieur au rayon de courbure des fibres. Le diamètre de l’axe est par exemple d’au moins 5mm.According to one or other of these embodiments, the axis has a diameter greater than the radius of curvature of the fibers. The diameter of the axis is for example at least 5mm.

Selon un autre aspect, ledit échangeur comporte au moins une grille de maintien disposée au sein du boîtier de façon à maintenir les fibres creuses. Ledit échangeur comporte par exemple au moins deux grilles de maintien des fibres creuses agencées à distance l’une de l’autre, et entre lesquelles les fibres creuses s’étendent.According to another aspect, said exchanger comprises at least one holding grid arranged within the casing so as to hold the hollow fibers. Said exchanger comprises for example at least two grids for holding the hollow fibers arranged at a distance from one another, and between which the hollow fibers extend.

Selon l’un ou l’autre des modes de réalisation, ledit échangeur comporte en outre un moyen de stockage thermique, par exemple des fibres additionnelles configurées pour recevoir un matériau à changement de phase. Le moyen de stockage thermique peut être agencé au niveau de l’entrée et/ou de la sortie du deuxième fluide. Le moyen de stockage thermique peut donc être agencé en amont et/ou en aval des fibres creuses pour l’écoulement du premier fluide caloporteur, selon le sens d’écoulement du deuxième fluide.According to one or other of the embodiments, said exchanger further comprises a heat storage means, for example additional fibers configured to receive a phase change material. The thermal storage means can be arranged at the level of the inlet and/or the outlet of the second fluid. The thermal storage means can therefore be arranged upstream and/or downstream of the hollow fibers for the flow of the first heat transfer fluid, depending on the direction of flow of the second fluid.

Une configuration avec le moyen de stockage thermique en entrée du deuxième fluide peut en particulier être avantageuse dans le cas d’un refroidisseur de liquide de refroidissement, de façon à pouvoir absorber un éventuel pic de température du liquide de refroidissement en entrée.A configuration with the thermal storage means at the inlet of the second fluid can in particular be advantageous in the case of a cooling liquid cooler, so as to be able to absorb any temperature peak of the cooling liquid at the inlet.

Les fibres additionnelles configurées pour recevoir un matériau à changement de phase sont avantageusement agencées en aval des fibres creuses pour l’écoulement du premier fluide caloporteur, selon le sens d’écoulement du deuxième fluide, de sorte que le deuxième fluide s’écoule également entre les fibres additionnelles. Le matériau à changement de phase encapsulé dans les fibres additionnelles joue un rôle inertiel dans les transferts thermiques.The additional fibers configured to receive a phase change material are advantageously arranged downstream of the hollow fibers for the flow of the first heat transfer fluid, according to the direction of flow of the second fluid, so that the second fluid also flows between additional fibers. The phase change material encapsulated in the additional fibers plays an inertial role in heat transfer.

En variante ou en complément, les fibres additionnelles recevant le matériau à changement de phase, peuvent être agencées en amont des fibres creuses pour l’écoulement du premier fluide caloporteur, selon le sens d’écoulement du deuxième fluide.As a variant or in addition, the additional fibers receiving the phase change material can be arranged upstream of the hollow fibers for the flow of the first heat transfer fluid, according to the direction of flow of the second fluid.

Les fibres additionnelles configurées pour recevoir un matériau à changement de phase peuvent être disposées selon arrangement régulier. En variante, les fibres additionnelles configurées pour recevoir un matériau à changement de phase peuvent être disposées de façon irrégulière.The additional fibers configured to receive a phase change material can be arranged in a regular arrangement. Alternatively, the additional fibers configured to receive a phase change material may be arranged irregularly.

L’invention concerne également une boîte collectrice pour un échangeur thermique selon l’un ou l’autre des modes de réalisation. En particulier, la boîte collectrice comporte un corps collecteur creux comportant deux parois en vis-à-vis présentant respectivement une pluralité d’orifices configurés pour être traversés par une pluralité de fibres du faisceau d’échange thermique, et au moins une ouverture pour l’injection d’un matériau d’étanchéité après assemblage des fibres avec le corps collecteur creux de façon à encapsuler les portions des fibres à l’intérieur du corps creux.The invention also relates to a collector box for a heat exchanger according to one or other of the embodiments. In particular, the collector box comprises a hollow collector body comprising two facing walls respectively presenting a plurality of orifices configured to be traversed by a plurality of fibers of the heat exchange bundle, and at least one opening for the injection of a sealing material after assembly of the fibers with the hollow collector body so as to encapsulate the portions of the fibers inside the hollow body.

L’invention concerne encore une installation de refroidissement et/ou chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation comportant au moins un échangeur thermique, tel que défini précédemment.The invention also relates to a cooling and/or heating and/or ventilation and/or air conditioning installation comprising at least one heat exchanger, as defined previously.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :Other advantages and characteristics of the invention will appear more clearly on reading the following description given by way of illustrative and non-limiting example, and the appended drawings, among which:

représente une vue d’un échangeur thermique comportant un faisceau d’échange thermique comportant une pluralité de fibres creuses selon un premier mode de réalisation. shows a view of a heat exchanger comprising a heat exchange bundle comprising a plurality of hollow fibers according to a first embodiment.

est une vue en perspective et partielle montrant la pluralité de fibres creuses traversant un corps collecteur creux de l’échangeur thermique selon le premier mode de réalisation. is a perspective and partial view showing the plurality of hollow fibers passing through a hollow collector body of the heat exchanger according to the first embodiment.

est une autre vue en perspective montrant la pluralité de fibres creuses traversant un corps collecteur creux selon un autre exemple de réalisation. is another perspective view showing the plurality of hollow fibers passing through a hollow collector body according to another embodiment.

est une autre vue en perspective montrant le faisceau d’échange thermique traversant un corps collecteur creux selon encore un autre exemple de réalisation. is another perspective view showing the heat exchange bundle passing through a hollow collector body according to yet another exemplary embodiment.

représente une vue en perspective d’un échangeur thermique comportant un faisceau d’échange thermique comprenant une pluralité de fibres creuses selon un deuxième mode de réalisation. shows a perspective view of a heat exchanger comprising a heat exchange bundle comprising a plurality of hollow fibers according to a second embodiment.

montre l’échangeur thermique de la figure 5 comportant des organes de mises en tension des fibres creuses. shows the heat exchanger of FIG. 5 comprising members for tensioning the hollow fibers.

est une vue en perspective montant une variante de réalisation de l’échangeur thermique de la figure 6. is a perspective view showing an alternative embodiment of the heat exchanger of Figure 6.

montre une vue schématique en coupe transversale d’une autre variante de réalisation de l’échangeur thermique de la figure 5. shows a schematic cross-sectional view of another alternative embodiment of the heat exchanger of Figure 5.

représente une vue en perspective d’un échangeur thermique comportant un faisceau d’échange thermique comprenant une pluralité de fibres creuses et des fibres additionnelles de stockage thermique selon un troisième mode de réalisation. shows a perspective view of a heat exchanger comprising a heat exchange bundle comprising a plurality of hollow fibers and additional heat storage fibers according to a third embodiment.

représente une variante de l’échangeur thermique de la figure 9. shows a variant of the heat exchanger of Figure 9.

représente une vue en perspective d’un échangeur thermique selon un quatrième mode de réalisation comportant une pluralité de fibres creuses reçues à l’intérieur d’un boîtier. shows a perspective view of a heat exchanger according to a fourth embodiment comprising a plurality of hollow fibers received inside a casing.

montre les fibres creuses agencées dans un boîtier selon une autre configuration. shows the hollow fibers arranged in a housing according to another configuration.

montre une vue similaire à la figure 11 d’un échangeur thermique selon un cinquième mode de réalisation. shows a view similar to Figure 11 of a heat exchanger according to a fifth embodiment.

Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.In these figures, identical elements bear the same reference numbers.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent uniquement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.The following achievements are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference is to the same embodiment, or that the features apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined or interchanged to provide other embodiments.

Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.In the description, certain elements can be indexed, such as the first element or the second element, for example. In this case, it is a simple indexing to differentiate and name elements that are close but not identical. This indexing does not imply a priority of one element over another and it is easy to interchange such denominations without departing from the scope of the present description. Nor does this indexing imply an order in time.

En référence à l’ensemble des figures, l’invention concerne un échangeur thermique 1, 101, 201 pour une installation de refroidissement, chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile dont différents modes de réalisation sont illustrés.With reference to all the figures, the invention relates to a heat exchanger 1, 101, 201 for a motor vehicle cooling, heating and/or ventilation and/or air conditioning installation, of which different embodiments are illustrated.

Il peut s’agir notamment d’un radiateur, tel qu’un radiateur de chauffage de l’habitacle du véhicule automobile. En variante il peut s’agir d’un radiateur de refroidissement d’un moteur à combustion interne, d’un radiateur haute température ou basse température, d’un condenseur, ou encore d’un refroidisseur d’air de suralimentation, d’un refroidisseur d’eau, d’un évaporateur.It may in particular be a radiator, such as a heating radiator for the passenger compartment of the motor vehicle. Alternatively it may be a cooling radiator of an internal combustion engine, a high temperature or low temperature radiator, a condenser, or even a charge air cooler, a water chiller, an evaporator.

De façon générale, l’échangeur thermique 1, respectivement 101, respectivement 201 comprend un faisceau d’échange thermique 3, respectivement 103, respectivement 203 comportant une pluralité de fibres creuses 5, respectivement 105, respectivement 205. Les fibres creuses 5, 105, 205 peuvent être de même longueur ou non.In general, the heat exchanger 1, respectively 101, respectively 201 comprises a heat exchange bundle 3, respectively 103, respectively 203 comprising a plurality of hollow fibers 5, respectively 105, respectively 205. The hollow fibers 5, 105, 205 may or may not be the same length.

L’échangeur thermique 1, 101, 201, comporte en outre une entrée et une sortie d’un premier fluide caloporteur en communication fluidique avec les fibres creuses 5, 105, 205, de sorte que les fibres creuses 5, 105, 205 peuvent être parcourues par le premier fluide caloporteur. L’entrée et la sortie du premier fluide caloporteur peuvent être agencées d’un même côté ou de part et d’autre du faisceau d’échange thermique 3, 103, 203.The heat exchanger 1, 101, 201 further comprises an inlet and an outlet for a first heat transfer fluid in fluid communication with the hollow fibers 5, 105, 205, so that the hollow fibers 5, 105, 205 can be traversed by the first heat transfer fluid. The inlet and the outlet of the first heat transfer fluid can be arranged on the same side or on either side of the heat exchange bundle 3, 103, 203.

Les fibres creuses 5, 105, 205 peuvent être agencées dans le faisceau d’échange thermique 3, 103 ou 203, pour permettre une circulation en une ou plusieurs passes du premier fluide caloporteur, par exemple pour une circulation en I ou en U. Un deuxième fluide est destiné à s’écouler entre les fibres creuses 5, 105, 205 pour un échange thermique avec le premier fluide caloporteur.The hollow fibers 5, 105, 205 can be arranged in the heat exchange bundle 3, 103 or 203, to allow a circulation in one or more passes of the first heat transfer fluid, for example for a circulation in I or in U. A second fluid is intended to flow between the hollow fibers 5, 105, 205 for heat exchange with the first heat transfer fluid.

Pour de telles fibres creuses 5, 105, 205, on choisit de préférence un matériau résistant aux températures d’utilisation de l’échangeur thermique 1, 101, 201. Les fibres creuses 5, 105, 205 sont par exemple réalisées dans un matériau polymère, en particulier dans une matière plastique, notamment comprenant un polyamide. On peut citer à titre d’exemple non limitatif du polyamide 11 ou du polyamide 12, connus sous les sigles PA11 et PA12. Ces fibres creuses 5, 105, 205 remplacent les tubes en aluminium par exemple connus de l’art antérieur en étant moins lourdes et moins chères que les tubes en aluminium.For such hollow fibers 5, 105, 205, a material resistant to the operating temperatures of the heat exchanger 1, 101, 201 is preferably chosen. The hollow fibers 5, 105, 205 are for example made of a polymer material , in particular in a plastic material, in particular comprising a polyamide. Mention may be made, by way of non-limiting example, of polyamide 11 or polyamide 12, known by the acronyms PA11 and PA12. These hollow fibers 5, 105, 205 replace aluminum tubes, for example known from the prior art, being lighter and less expensive than aluminum tubes.

Les fibres creuses 5, 105, 205 sont dimensionnées et arrangées de façon à améliorer la performance de l’échangeur thermique 1, 101 ou 201 et en minimiser le coût. Ce dimensionnement et cet arrangement peut se faire en prenant notamment en compte la puissance échangée, définie à partir du coefficient d’échange global de l’échangeur thermique, la longueur de l’ensemble des fibres creuses, le rendement hydraulique interne, et le rendement hydraulique externe.The hollow fibers 5, 105, 205 are dimensioned and arranged in such a way as to improve the performance of the heat exchanger 1, 101 or 201 and to minimize the cost thereof. This sizing and this arrangement can be done by taking into account in particular the power exchanged, defined from the global exchange coefficient of the heat exchanger, the length of all the hollow fibers, the internal hydraulic efficiency, and the efficiency external hydraulics.

Quel que soit le mode de réalisation de l’échangeur thermique 1, 101 ou 201, les fibres creuses 5, 105, 205, présentent chacune un diamètre interne très petit, c’est-à-dire inférieur au millimètre, par exemple compris entre 0,6mm et 1mm. Les fibres creuses 5, 105, 205 sont de forme générale tubulaire. Plus précisément, les fibres creuses 5, 105, 205 présentent une section transversale circulaire ou sensiblement circulaire.Whatever the embodiment of the heat exchanger 1, 101 or 201, the hollow fibers 5, 105, 205 each have a very small internal diameter, that is to say less than one millimeter, for example between 0.6mm and 1mm. The hollow fibers 5, 105, 205 are generally tubular in shape. More specifically, the hollow fibers 5, 105, 205 have a circular or substantially circular cross section.

Les fibres creuses 5, 105, 205 peuvent présenter une épaisseur entre 50µm et 100µm.The hollow fibers 5, 105, 205 can have a thickness between 50 μm and 100 μm.

Pour tous les modes de réalisation, les fibres creuses 5, 105, 205 sont disposées de façon à être exposées à ou immergées dans un deuxième fluide lorsque ce dernier traverse le faisceau d’échange thermique 3, 103 ou 203.For all the embodiments, the hollow fibers 5, 105, 205 are arranged so as to be exposed to or immersed in a second fluid when the latter passes through the heat exchange bundle 3, 103 or 203.

Dans le faisceau d’échange thermique 3, 103 ou 203, les fibres creuses 5, 105, 205 sont libres, c’est-à-dire qu’elles ne sont pas encapsulées dans un matériau ou une plaque, ni disposées à l’intérieur d’un tube ou similaire. Elles peuvent ainsi être directement en contact, sans intermédiaire, avec le deuxième fluide lorsqu’il traverse le faisceau d’échange thermique 3, 103, 203.In the heat exchange bundle 3, 103 or 203, the hollow fibers 5, 105, 205 are free, that is to say they are not encapsulated in a material or a plate, nor arranged at the inside a tube or the like. They can thus be in direct contact, without intermediary, with the second fluid when it passes through the heat exchange bundle 3, 103, 203.

De plus, l’arrangement des fibres creuses 5, 105, 205 dans le faisceau d’échange thermique 3, 103 ou 203 est régulier. On entend par cela que les fibres creuses 5 sont disposées selon un schéma constant, par opposition à une disposition aléatoire. Les fibres creuses 5, 105, 205 peuvent par exemple être agencées parallèlement les unes aux autres. Les fibres creuses 5, 105, 205 sont avantageusement disposées avec un pas constant entre elles. En outre, l’écart est maintenu entre les fibres creuses 5, 105, 205, de sorte qu’aucune fibre creuse 5, 105, 205 ne vient toucher une autre fibre creuse 5, 105, 205, et chacune peut de façon individuelle, échanger thermiquement avec le deuxième fluide lorsqu’il traverse le faisceau d’échange thermique 3, 103, 203.Moreover, the arrangement of the hollow fibers 5, 105, 205 in the heat exchange bundle 3, 103 or 203 is regular. By this is meant that the hollow fibers 5 are arranged in a constant pattern, as opposed to a random arrangement. The hollow fibers 5, 105, 205 can for example be arranged parallel to each other. The hollow fibers 5, 105, 205 are advantageously arranged with a constant pitch between them. In addition, the gap is maintained between the hollow fibers 5, 105, 205, so that no hollow fiber 5, 105, 205 touches another hollow fiber 5, 105, 205, and each can individually, exchange heat with the second fluid when it passes through the heat exchange bundle 3, 103, 203.

Premier mode de réalisation :First embodiment:

On a représenté sur la figure 1 un tel échangeur thermique 1 pour véhicule automobile selon un premier mode de réalisation. Il s’agit en particulier d’un radiateur, tel qu’un radiateur de chauffage de l’habitacle du véhicule automobileThere is shown in Figure 1 such a heat exchanger 1 for a motor vehicle according to a first embodiment. This is in particular a radiator, such as a heating radiator for the passenger compartment of the motor vehicle

Un tel échangeur thermique 1 comprend un faisceau d’échange thermique 3 et au moins une boîte collectrice 7 d’un fluide caloporteur à une extrémité du faisceau d’échange thermique 3. Dans l’exemple illustré, l’échangeur thermique 1 comporte deux boîtes collectrices 7, pour l’entrée et la sortie du fluide caloporteur, agencées de part et d’autre du faisceau d’échange thermique 3.Such a heat exchanger 1 comprises a heat exchange bundle 3 and at least one collector box 7 for a heat transfer fluid at one end of the heat exchange bundle 3. In the example illustrated, the heat exchanger 1 comprises two boxes collectors 7, for the entry and exit of the heat transfer fluid, arranged on either side of the heat exchange bundle 3.

Selon ce premier mode de réalisation, le faisceau d’échange thermique 3 comporte une pluralité de fibres creuses 5 dont les extrémités débouchent chacune dans une boîte collectrice 7, de façon à pouvoir être parcourues par le premier fluide caloporteur. Dans cet exemple, les fibres creuses 5 sont disposées pour permettre une circulation en I du premier fluide caloporteur. D’autres configurations sont envisageables.According to this first embodiment, the heat exchange bundle 3 comprises a plurality of hollow fibers 5 whose ends each open into a header box 7, so that the first heat transfer fluid can pass through. In this example, the hollow fibers 5 are arranged to allow an I-shaped circulation of the first heat transfer fluid. Other configurations are possible.

Les fibres creuses 5 sont par exemple disposées parallèlement les unes aux autres. Les fibres creuses 5 sont de plus agencées avec un pas constant entre elles. En outre, les fibres creuses 5 s’étendent selon un axe longitudinal L, et en particulier de façon rectiligne.The hollow fibers 5 are for example arranged parallel to each other. The hollow fibers 5 are also arranged with a constant pitch between them. In addition, the hollow fibers 5 extend along a longitudinal axis L, and in particular straight.

Le deuxième fluide s’écoulant entre les fibres creuses 5 est dans cet exemple un flux d’air, comme schématisé par la flèche F. La matière polymère ou plastique des fibres creuses 5 bien que moins conductrice que de l’aluminium dans les solutions connues de l’art antérieur n’affecte pas la performance globale de l’échangeur thermique, car la résistance thermique est majoritaire du côté du flux d’air et est négligeable au niveau des parois des tubes en aluminium de ces solutions de l’art antérieur.The second fluid flowing between the hollow fibers 5 is in this example an air flow, as shown schematically by the arrow F. The polymer or plastic material of the hollow fibers 5, although less conductive than aluminum in the known solutions of the prior art does not affect the overall performance of the heat exchanger, since the thermal resistance is predominant on the side of the air flow and is negligible at the level of the walls of the aluminum tubes of these solutions of the prior art .

Pour une section de passage donnée, plus le diamètre des fibres creuses 5 est petit, plus il faut de fibres creuses 5 et plus la surface externe augmente. En disposant un grand nombre de ces fibres creuses 5 de petits diamètres, on peut maximiser la surface d’échange, sans recourir à des ailettes ou intercalaires comme dans les solutions connues de l’art antérieur. Le faisceau d’échange thermique 3 est donc dépourvu d’ailettes entre les fibres creuses 5.For a given passage section, the smaller the diameter of the hollow fibers 5, the more hollow fibers 5 are required and the more the external surface increases. By arranging a large number of these hollow fibers 5 of small diameters, it is possible to maximize the exchange surface, without resorting to fins or inserts as in the known solutions of the prior art. The heat exchange bundle 3 therefore has no fins between the hollow fibers 5.

Dans le cas du radiateur, le faisceau d’échange thermique 3 comporte un nombre élevé de fibres creuses 5, à savoir au moins deux mille fibres creuses 5, par exemple entre 2000 et 6000 fibres creuses 5. En particulier, le nombre de fibres creuses 5 peut être compris entre 3500 et 6000, de préférence autour de 5000. Selon un exemple d’application, la surface d’échange est de l’ordre de 4m² à 5m².In the case of the radiator, the heat exchange bundle 3 comprises a large number of hollow fibers 5, namely at least two thousand hollow fibers 5, for example between 2000 and 6000 hollow fibers 5. In particular, the number of hollow fibers 5 can be between 3500 and 6000, preferably around 5000. According to an application example, the exchange surface is of the order of 4m² to 5m².

Comme dit précédemment, les fibres creuses 5 présentent chacune un diamètre interne compris entre 0,6mm et 1mm. Ce diamètre interne est avantageux pour améliorer le rendement de l’échangeur thermique 1 tel qu’un radiateur lorsque le nombre de fibres creuses 5 est compris 2000 et 6000.As said previously, the hollow fibers 5 each have an internal diameter of between 0.6 mm and 1 mm. This internal diameter is advantageous for improving the efficiency of the heat exchanger 1 such as a radiator when the number of hollow fibers 5 is between 2000 and 6000.

Pour un échangeur thermique 1 tel qu’un radiateur selon le premier mode de réalisation, les fibres creuses 5 présentent chacune un diamètre interne de préférence compris entre 0,6mm et 0,9mm, et en particulier de l’ordre de 0,8mm ou égal à 0,8mm. À titre d’exemple non limitatif, pour 6000 ou environ 6000 fibres creuses 5, l’échangeur thermique 1 tel qu’un radiateur, présente un rendement optimisé avec des fibres creuses 5 de diamètre interne entre 0,7mm et 0,8mm.For a heat exchanger 1 such as a radiator according to the first embodiment, the hollow fibers 5 each have an internal diameter preferably between 0.6 mm and 0.9 mm, and in particular of the order of 0.8 mm or equal to 0.8mm. By way of non-limiting example, for 6000 or about 6000 hollow fibers 5, the heat exchanger 1 such as a radiator, has an optimized efficiency with hollow fibers 5 of internal diameter between 0.7 mm and 0.8 mm.

De plus, les portions des fibres creuses 5, qui sont hors des boîtes collectrices 7, sont libres, c’est-à-dire qu’elles ne sont pas encapsulées dans un matériau ou une plaque, et peuvent donc être directement en contact avec le flux d’air traversant le faisceau d’échange thermique 3.In addition, the portions of the hollow fibers 5, which are outside the collector boxes 7, are free, that is to say they are not encapsulated in a material or a plate, and can therefore be directly in contact with the air flow passing through the heat exchange bundle 3.

L’échangeur thermique 1, plus précisément le faisceau d’échange thermique 3, peut comporter en outre deux joues 9, agencées de part et d’autre de l’ensemble des fibres creuses 5.The heat exchanger 1, more precisely the heat exchange bundle 3, may also comprise two cheeks 9, arranged on either side of the set of hollow fibers 5.

Par ailleurs, chaque boîte collectrice 7 peut comporter un corps collecteur creux 11, comme schématisé sur les figures 2 à 4. Le corps collecteur creux 11 est par exemple de forme générale allongée ou longitudinale. Il s’étend de façon transversale (selon l’axe T) par rapport à l’axe longitudinal L des fibres creuses 5.Furthermore, each manifold 7 may include a hollow manifold body 11, as shown schematically in Figures 2 to 4. The hollow manifold body 11 is for example of generally elongated or longitudinal shape. It extends transversely (along the axis T) relative to the longitudinal axis L of the hollow fibers 5.

Selon le mode de réalisation particulier illustré sur les figures 2 à 4, le corps collecteur creux 11 comporte deux parois 13 en vis-à-vis, agencées à une distance prédéfinie l’une de l’autre, de façon à définir entre elles une cavité du corps collecteur creux 11. Il s’agit de parois inférieure et supérieure en référence à la disposition des éléments sur les figures 2 à 4.According to the particular embodiment illustrated in Figures 2 to 4, the hollow collector body 11 comprises two walls 13 facing each other, arranged at a predefined distance from each other, so as to define between them a cavity of the hollow collector body 11. These are lower and upper walls with reference to the arrangement of the elements in Figures 2 to 4.

Chaque paroi 13 présente une pluralité d’orifices 15 pour le passage des extrémités des fibres creuses 5 à l’état assemblé de l’échangeur thermique 1. Seules quelques fibres creuses 5 et quelques orifices 15 sont représentés sur les figures 2 à 4 pour des raisons de clarté.Each wall 13 has a plurality of orifices 15 for the passage of the ends of the hollow fibers 5 in the assembled state of the heat exchanger 1. Only a few hollow fibers 5 and a few orifices 15 are shown in FIGS. 2 to 4 for reasons of clarity.

La forme de ces orifices 15 est complémentaire à la forme des extrémités des fibres creuses 5. Ces orifices 15 permettent d’arranger les fibres creuses 5 en faisceau. Chaque fibre creuse 5 peut donc traverser individuellement le corps collecteur creux 11 pour déboucher dans l’espace intérieur de la boîte collectrice 7, de sorte que les fibres creuses 5 peuvent toutes être de même longueur. Les fibres creuses 5 peuvent donc être toutes identiques.The shape of these orifices 15 is complementary to the shape of the ends of the hollow fibers 5. These orifices 15 make it possible to arrange the hollow fibers 5 in a bundle. Each hollow fiber 5 can therefore individually pass through the hollow collector body 11 to emerge in the interior space of the collector box 7, so that the hollow fibers 5 can all be of the same length. The hollow fibers 5 can therefore all be identical.

Les deux parois 13 trouées destinées à être traversées par les fibres creuses 5 sont par exemple deux parois longitudinales. Toute autre forme de corps collecteur creux 11 peut être envisagée.The two perforated walls 13 intended to be traversed by the hollow fibers 5 are for example two longitudinal walls. Any other form of hollow collector body 11 can be envisaged.

Le corps collecteur creux 11 peut être réalisé d’une seule pièce monobloc comme représenté sur les figures 2 et 3. Autrement dit, les deux parois 13 trouées de façon à être traversées par les fibres creuses 5 font partie d’un même composant.The hollow collector body 11 can be made in one single piece as shown in Figures 2 and 3. In other words, the two walls 13 with holes so as to be crossed by the hollow fibers 5 are part of the same component.

En variante, le corps collecteur creux 11 peut être formé par l’assemblage d’au moins deux parties. Par exemple, le corps collecteur creux 11 peut comporter deux parois 13 distinctes chacune munie d’une pluralité d’orifices 15, assemblées l’une à l’autre, comme schématisé sur la figure 4. Les deux parois 13 trouées sont agencées en vis-à-vis et avec une distance prédéfinie l’une de l’autre, de façon à définir entre elles la cavité du corps collecteur creux 11.Alternatively, the hollow collector body 11 can be formed by assembling at least two parts. For example, the hollow collector body 11 may comprise two distinct walls 13 each provided with a plurality of orifices 15, assembled to one another, as shown schematically in FIG. 4. The two perforated walls 13 are arranged as screws -to-vis and with a predefined distance from each other, so as to define between them the cavity of the hollow collector body 11.

La hauteur du corps collecteur creux 11, c’est-à-dire dans la direction dans laquelle il est traversé par les fibres creuses 5, est faible, à savoir de l’ordre de quelques millimètres. Ce corps collecteur creux 11 est donc suffisamment étroit pour que la longueur de fibres creuses 5 le traversant soit courte et suffisamment rigide.The height of the hollow collector body 11, that is to say in the direction in which it is crossed by the hollow fibers 5, is low, namely of the order of a few millimeters. This hollow collector body 11 is therefore narrow enough for the length of hollow fibers 5 passing through it to be short and sufficiently rigid.

En variante ou en complément, on peut envisager que les extrémités des fibres creuses 5 présentent une rigidité supérieure au reste des fibres creuses 5. Ceci peut être obtenu de façon non limitative à l’aide d’aiguilles de guidage (non représentées) prévues aux extrémités des fibres creuses 5, par exemple à l’intérieur des extrémités, sans les obturer. De telles aiguilles de guidage traversent le corps collecteur creux 11 et maintiennent les fibres creuses 5 lors de l’assemblage au corps collecteur creux 11.As a variant or in addition, it is possible to envisage that the ends of the hollow fibers 5 have a greater rigidity than the rest of the hollow fibers 5. This can be obtained in a non-limiting manner using guide needles (not shown) provided at the ends of the hollow fibers 5, for example inside the ends, without blocking them. Such guide needles pass through the hollow collector body 11 and hold the hollow fibers 5 during assembly to the hollow collector body 11.

À l’état assemblé de l’échangeur thermique 1, un matériau d’étanchéité 17 est agencé autour des portions de fibres creuses 5 qui sont reçues à l’intérieur du corps collecteur creux 11, plus précisément les encapsule. Les fibres creuses 5 sont maintenues à l’intérieur du corps collecteur creux 5 creux par ce matériau d’étanchéité 17.In the assembled state of the heat exchanger 1, a sealing material 17 is arranged around the portions of hollow fibers 5 which are received inside the hollow collector body 11, more precisely encapsulates them. The hollow fibers 5 are held inside the hollow collector body 5 by this sealing material 17.

Ce matériau d’étanchéité 17 peut par exemple être, au moins temporairement, dans un état fluide ou visqueux de façon à être injecté ou coulé dans la cavité du corps collecteur creux 11. Il s’agit par exemple d’une résine qui est liquide lorsqu’elle est injectée ou coulée, avant d’être polymérisée.This sealing material 17 can for example be, at least temporarily, in a fluid or viscous state so as to be injected or poured into the cavity of the hollow collector body 11. It is for example a resin which is liquid when injected or cast, before being polymerized.

Pour ce faire, le corps collecteur creux 11 comporte au moins une ouverture 19 pour permettre d’injecter ou de couler le matériau d’étanchéité 17 après insertion des fibres creuses 5 dans les deux parois 13 opposées du corps collecteur creux 11.To do this, the hollow collector body 11 comprises at least one opening 19 to allow the sealing material 17 to be injected or poured after insertion of the hollow fibers 5 in the two opposite walls 13 of the hollow collector body 11.

Dans les exemples des figures 2 à 4, une seule ouverture 19 est prévue à une extrémité longitudinale du corps collecteur creux 11. L’extrémité longitudinale opposée du corps collecteur creux 11 peut être fermée. Le matériau d’étanchéité 17 peut ainsi être injecté ou coulé dans l’épaisseur du corps collecteur creux 11. Un tel assemblage peut être réalisé de façon simple sans nécessiter d’outillage très spécifique. En outre, l’injection se faisant sur le côté du corps collecteur creux 11, et donc à une extrémité du faisceau d’échange thermique 3, comme dans les exemples illustrés sur les figures 2 à 4, cela n’impacte pas la densité du faisceau de fibres creuses 5. En effet, il n’est pas nécessaire de prévoir dans le faisceau d’échange thermique 3 une partie dépourvue de fibres creuses 5, par exemple au milieu du faisceau d’échange thermique 3, pour permettre l’injection du matériau d’étanchéité 17.In the examples of Figures 2 to 4, a single opening 19 is provided at one longitudinal end of the hollow collector body 11. The opposite longitudinal end of the hollow collector body 11 can be closed. The sealing material 17 can thus be injected or cast into the thickness of the hollow collector body 11. Such an assembly can be carried out in a simple way without requiring very specific tools. In addition, the injection taking place on the side of the hollow collector body 11, and therefore at one end of the heat exchange bundle 3, as in the examples illustrated in FIGS. 2 to 4, this does not impact the density of the bundle of hollow fibers 5. Indeed, it is not necessary to provide in the heat exchange bundle 3 a part devoid of hollow fibers 5, for example in the middle of the heat exchange bundle 3, to allow the injection sealing material 17.

Le matériau d’étanchéité 17 permet ainsi de noyer les portions de fibres creuses 5 à l’intérieur de la cavité du corps collecteur creux 11 sans en obturer les extrémités. Le matériau d’étanchéité 17 assure à la fois le maintien des fibres creuses 5 et l’étanchéité. En outre, le matériau d’étanchéité 17 encapsulant chaque portion de fibre creuse 5 individuellement, permet de maintenir un écart entre les fibres creuses 5, évitant ainsi qu’elles ne se touchent, de façon à maximiser la surface d’échange thermique.The sealing material 17 thus makes it possible to embed the portions of hollow fibers 5 inside the cavity of the hollow collector body 11 without blocking the ends thereof. The sealing material 17 ensures both the maintenance of the hollow fibers 5 and the sealing. In addition, the sealing material 17 encapsulating each portion of hollow fiber 5 individually, makes it possible to maintain a gap between the hollow fibers 5, thus preventing them from touching each other, so as to maximize the heat exchange surface.

Par ailleurs, chaque boîte collectrice 7 peut comporter un couvercle 20 représenté de façon schématique sur la figure 1.Furthermore, each manifold 7 may include a cover 20 shown schematically in Figure 1.

Le couvercle 20 peut par exemple venir coiffer un corps collecteur creux 11 associé, comme décrit en référence aux figures 2 à 4, pour fermer la boîte collectrice 7.The lid 20 can for example come to cap an associated hollow collector body 11, as described with reference to Figures 2 to 4, to close the collector box 7.

Chaque couvercle 20 est assemblé au corps collecteur creux 11 associé, de sorte que les extrémités des fibres creuses débouchent dans l’espace intérieur délimité entre le couvercle 20 et le corps collecteur creux 11. Le corps collecteur creux 11 et le couvercle 20 peuvent être assemblés mécaniquement, par exemple par sertissage. Le corps collecteur creux 11 peut comporter à cet effet sur sa périphérie des éléments d’assemblage mécanique, tels que des dents de sertissage 21 (figures 2 et 4) destinées à se plier sur un pied de couvercle (non représenté) à l’assemblage de la boîte collectrice 7. Les moyens d’assemblage mécanique tels que les dents de sertissage 21 peuvent par exemple être prévus sur des bords relevés d’une des parois 13 trouées du corps collecteur creux, comme représenté sur la figure 4.Each cover 20 is assembled to the associated hollow collector body 11, so that the ends of the hollow fibers open into the interior space delimited between the cover 20 and the hollow collector body 11. The hollow collector body 11 and the cover 20 can be assembled mechanically, for example by crimping. The hollow collector body 11 can comprise for this purpose on its periphery mechanical assembly elements, such as crimping teeth 21 (FIGS. 2 and 4) intended to bend over a foot of the cover (not shown) during assembly. of the collector box 7. The mechanical assembly means such as the crimping teeth 21 can for example be provided on the raised edges of one of the perforated walls 13 of the hollow collector body, as shown in Figure 4.

Ainsi, pour l’assemblage de l’échangeur thermique 1, les fibres creuses 5 peuvent être assemblées à chaque corps collecteur creux 11 puis le matériau d’étanchéité 17 tel qu’une résine peut être injectée, et enfin le couvercle 20 peut être assemblé au corps collecteur creux 11 par exemple par sertissage.Thus, for the assembly of the heat exchanger 1, the hollow fibers 5 can be assembled to each hollow collector body 11 then the sealing material 17 such as a resin can be injected, and finally the cover 20 can be assembled to the hollow collector body 11 for example by crimping.

Selon une alternative non représentée, la boîte collectrice 7 peut présenter une forme générale parallélépipédique, avec une face amovible de façon à permettre l’assemblage, par exemple le collage des fibres creuses 5. Cette face amovible peut ensuite être solidarisée au reste de la boîte collectrice pour former la cavité qui reçoit le fluide caloporteur.According to an alternative not shown, the header box 7 may have a generally parallelepipedal shape, with a removable face so as to allow assembly, for example the bonding of the hollow fibers 5. This removable face can then be secured to the rest of the box manifold to form the cavity that receives the heat transfer fluid.

Deuxième mode de réalisation :Second embodiment:

Les figures 5 à 8 illustrent de façon schématique un échangeur thermique 101 selon un deuxième mode de réalisation. Seules les différences par rapport au premier mode de réalisation sont détaillées ci-après.Figures 5 to 8 schematically illustrate a heat exchanger 101 according to a second embodiment. Only the differences with respect to the first embodiment are detailed below.

L’échangeur thermique 101 selon le deuxième mode de réalisation est par exemple configuré pour refroidir le deuxième fluide destiné à le traverser. Dans ce cas, le premier fluide caloporteur est un fluide réfrigérant provenant par exemple d’une boucle de climatisation du véhicule automobile. Le fluide réfrigérant est destiné à refroidir le deuxième fluide, tel qu’un flux d’air, lorsqu’il traverse l’échangeur thermique 101 comme schématisé par les flèches F. L’échangeur thermique 101 est par exemple un évaporateur.The heat exchanger 101 according to the second embodiment is for example configured to cool the second fluid intended to pass through it. In this case, the first heat transfer fluid is a coolant coming for example from an air conditioning loop of the motor vehicle. The refrigerant fluid is intended to cool the second fluid, such as an air flow, when it passes through the heat exchanger 101 as shown schematically by the arrows F. The heat exchanger 101 is for example an evaporator.

Pour une telle application, le faisceau d’échange thermique 103 comprend par exemple deux mille ou moins de deux mille fibres creuses 105, de diamètre interne compris entre 0,6mm et 1mm, dans lesquelles est destiné à s’écouler le fluide réfrigérant et entre lesquelles le deuxième fluide à refroidir, tel qu’un flux d’air, est destiné à circuler. Sur les figures 5 à 8, seules quelques fibres creuses 105 sont représentées pour plus de clarté.For such an application, the heat exchange bundle 103 comprises for example two thousand or less than two thousand hollow fibers 105, with an internal diameter of between 0.6 mm and 1 mm, in which the coolant is intended to flow and between which the second fluid to be cooled, such as an air flow, is intended to circulate. In Figures 5-8, only a few hollow fibers 105 are shown for clarity.

Le faisceau d’échange thermique 103 comprend notamment entre trois cents et deux mille fibres creuses 105, et en particulier cinq cents ou autour de cinq cents fibres creuses 105. Le faisceau d’échange thermique 103 obtenu peut représenter un faible volume, notamment par rapport aux faisceaux d’échange thermique connus de l’art antérieur, de sorte que les dimensions et l’encombrement de l’évaporateur selon ce deuxième mode de réalisation peuvent être réduits par rapport aux évaporateurs de l’art antérieur. On peut aussi prévoir de conserver les dimensions d’un évaporateur classique, par exemple pour réduire les pertes de charge du côté du flux d’air.The heat exchange bundle 103 comprises in particular between three hundred and two thousand hollow fibers 105, and in particular five hundred or around five hundred hollow fibers 105. The heat exchange bundle 103 obtained can represent a small volume, in particular compared heat exchange bundles known from the prior art, so that the dimensions and the size of the evaporator according to this second embodiment can be reduced compared to the evaporators of the prior art. Provision can also be made to retain the dimensions of a conventional evaporator, for example to reduce pressure drops on the air flow side.

L’entrée et la sortie du fluide réfrigérant peuvent être prévues d’un même côté du faisceau d’échange thermique 103.The coolant inlet and outlet can be provided on the same side of the heat exchange bundle 103.

L’échangeur thermique 101 comporte au moins une boîte collectrice 107. Dans les exemples illustrés sur les figures 5 et 6, l’échangeur thermique 101 comporte deux boîtes collectrices 107 disposées d’un même côté du faisceau d’échange thermique 103. La ou les boîtes collectrices 107 sont destinées à être raccordées avec des tubulures (non représentées) pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant.The heat exchanger 101 comprises at least one header box 107. In the examples illustrated in Figures 5 and 6, the heat exchanger 101 comprises two header boxes 107 arranged on the same side of the heat exchange bundle 103. The or the manifolds 107 are intended to be connected with pipes (not shown) for the inlet and the outlet of the refrigerant fluid.

La ou les boîtes collectrices 107 peuvent être prévues pour réunir les fibres creuses 105 (voir figures 5, 6) de sorte que leurs extrémités débouchent dans les tubulures (non représentées) pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant.The collector box(es) 107 may be provided to bring together the hollow fibers 105 (see FIGS. 5, 6) so that their ends open into the pipes (not shown) for the inlet and the outlet of the refrigerant fluid.

En alternative, le fluide réfrigérant peut être destiné à circuler dans la ou les boîtes collectrices 107, qui permettent alors de distribuer le fluide réfrigérant dans les fibres creuses 105 ou de collecter le fluide réfrigérant ayant parcouru les fibres creuses 105.Alternatively, the coolant may be intended to circulate in the collector box or boxes 107, which then make it possible to distribute the coolant in the hollow fibers 105 or to collect the coolant that has traveled through the hollow fibers 105.

Selon un exemple de réalisation schématisé sur la figure 7, l’échangeur thermique 101 peut comporter une boîte collectrice 107 dans laquelle est agencée une cloison 108 permettant de compartimenter, de façon étanche, la boîte collectrice 107 avec une partie ou compartiment 107a pour l’entrée du fluide réfrigérant et sa distribution dans les fibres creuses 105 et une partie ou compartiment 107b pour la collecte du fluide réfrigérant ayant circulé dans les fibres creuses 105 et sa sortie hors de l’échangeur thermique 101. Les extrémités des fibres creuses 105 débouchent alors chacune dans un compartiment 107a, 107b de la boîte collectrice 107, de façon à pouvoir être parcourues par le fluide réfrigérant.According to an exemplary embodiment shown schematically in Figure 7, the heat exchanger 101 may include a header box 107 in which is arranged a partition 108 for compartmentalizing, in a sealed manner, the header box 107 with a part or compartment 107a for the entry of the refrigerant fluid and its distribution in the hollow fibers 105 and a part or compartment 107b for collecting the refrigerant fluid having circulated in the hollow fibers 105 and its exit from the heat exchanger 101. The ends of the hollow fibers 105 then emerge each in a compartment 107a, 107b of the collector box 107, so as to be able to be traversed by the refrigerant fluid.

Selon l’une ou l’autre de ces variantes, le faisceau d’échange thermique 103 est dépourvu d’intercalaires, contrairement aux solutions connues d’évaporateur de l’art antérieur pour améliorer le transfert calorifique entre le flux d’air et le fluide réfrigérant.According to one or other of these variants, the heat exchange bundle 103 has no spacers, unlike the known evaporator solutions of the prior art to improve the heat transfer between the air flow and the refrigerant fluid.

Le faisceau d’échange thermique 103 peut être configuré pour une circulation du fluide réfrigérant en une ou plusieurs passes, par exemple entre une et six passes. La distribution du fluide réfrigérant dans les fibres creuses 105 est améliorée par rapport aux solutions connues d’évaporateur de l’art antérieur, ce qui permet de réduire le nombre de passes. Ainsi, les fibres creuses 105 peuvent être réparties pour une circulation du fluide réfrigérant entre deux et quatre passes, notamment en deux passes. Une telle configuration est plus simple à gérer qu’une circulation en six passes ou plus et produit moins de pertes de charges.The heat exchange bundle 103 can be configured for circulation of the refrigerant fluid in one or more passes, for example between one and six passes. The distribution of the refrigerant fluid in the hollow fibers 105 is improved compared to the known evaporator solutions of the prior art, which makes it possible to reduce the number of passes. Thus, the hollow fibers 105 can be distributed for circulation of the refrigerant fluid between two and four passes, in particular in two passes. Such a configuration is easier to manage than a circulation in six or more passes and produces less pressure drop.

Dans l’exemple illustré sur les figures 5 à 7, les fibres creuses 105 sont disposées pour permettre une circulation en deux passes du fluide réfrigérant, dite circulation en « U ». Une telle circulation en « U » ou en plus de deux passes, permet de créer moins de pertes de charge avec les connectiques pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant au même endroit. Pour ce faire, les fibres creuses 105 réalisent un demi-tour du côté opposé aux boîtes collectrices 107 (figures 5, 6) ou à la boîte collectrice 107 compartimentée (figure 7).In the example illustrated in Figures 5 to 7, the hollow fibers 105 are arranged to allow circulation in two passes of the refrigerant fluid, called "U" circulation. Such circulation in a "U" or in more than two passes, makes it possible to create fewer pressure drops with the connectors for the inlet and the outlet of the refrigerant fluid at the same place. To do this, the hollow fibers 105 perform a half-turn on the side opposite the header boxes 107 (Figures 5, 6) or the compartmentalized header box 107 (Figure 7).

D’autres configurations pour la circulation du fluide réfrigérant sont envisageables.Other configurations for the circulation of the refrigerant fluid are possible.

Par ailleurs, les fibres creuses 105 peuvent présenter des longueurs de l’ordre de 400mm à 1500mm. Par exemple de façon non limitative, on peut prévoir autour de mille fibres creuses de 1000mm ou autour de deux mille fibres creuses de 500mm.Furthermore, the hollow fibers 105 can have lengths of the order of 400mm to 1500mm. For example, in a non-limiting manner, around one thousand 1000 mm hollow fibers or around two thousand 500 mm hollow fibers can be provided.

Les fibres creuses 105 peuvent être de longueurs différentes comme dans les exemples des figures 5 et 6, ou de même longueur comme dans les exemples des figures 7 et 8. Selon le cas, l’intégration des fibres creuses 105 dans la ou les boîtes collectrices 107 est différente.The hollow fibers 105 can be of different lengths as in the examples of FIGS. 5 and 6, or of the same length as in the examples of FIGS. 107 is different.

Plus précisément, selon une première variante illustrée sur les figures 5 et 6, les fibres creuses 105 peuvent être toutes réunies à leurs extrémités. Chaque paquet d’extrémités de fibres creuses 105 est agencé de façon à déboucher dans une tubulure d’entrée ou de sortie (non représentée) de fluide réfrigérant. Pour ce faire, un paquet d’extrémités de fibres creuses 105 est agencé à l’entrée d’une boîte collectrice 107 et l’autre paquet d’extrémités de fibres creuses 105 est agencé à la sortie d’une autre ou de la même boîte collectrice 107. L’échangeur thermique 101 comporte avantageusement à cet effet au moins un organe de maintien 123 des extrémités des fibres creuses 105, par exemple réalisé sous forme de plaque. Cet organe de maintien 123 tel qu’une plaque est agencé à l’entrée ou la sortie de la boîte collectrice 107 à l’interface avec la tubulure d’entrée ou de sortie (non représentée). Les fibres creuses 105 s’étendent chacune dans la boîte collectrice 107, après l’entrée, respectivement la sortie, jusqu’à atteindre l’endroit où sortir de la boîte collectrice 107, via un orifice (non représenté) tel qu’une rainure ou un trou circulaire par exemple. Une telle configuration présente l’avantage d’avoir une distribution homogène du fluide réfrigérant dans les fibres creuses 105. En effet, toutes les fibres creuses 105 sont raccordées au même endroit à la tubulure d’entrée (non représentée), de sorte qu’elles sont toutes alimentées de la même façon. Cette solution nécessite des longueurs de fibres creuses 105 différentes. Enfin, cette solution permet de réduire avantageusement la masse de l’ensemble de l’évaporateur.More precisely, according to a first variant illustrated in FIGS. 5 and 6, the hollow fibers 105 can all be joined together at their ends. Each bundle of hollow fiber ends 105 is arranged so as to open into a coolant fluid inlet or outlet pipe (not shown). To do this, a packet of hollow fiber ends 105 is arranged at the entrance of a header box 107 and the other packet of hollow fiber ends 105 is arranged at the exit of another or the same collector box 107. The heat exchanger 101 advantageously comprises for this purpose at least one member 123 for holding the ends of the hollow fibers 105, for example made in the form of a plate. This holding member 123 such as a plate is arranged at the inlet or the outlet of the header box 107 at the interface with the inlet or outlet tubing (not shown). The hollow fibers 105 each extend into the header box 107, after the inlet, respectively the outlet, until they reach the place where they exit from the header box 107, via an orifice (not shown) such as a groove or a circular hole for example. Such a configuration has the advantage of having a homogeneous distribution of the refrigerant in the hollow fibers 105. Indeed, all the hollow fibers 105 are connected at the same place to the inlet pipe (not shown), so that they are all powered the same way. This solution requires different lengths of hollow fibers 105 . Finally, this solution makes it possible to advantageously reduce the mass of the entire evaporator.

L’étanchéité peut être assurée à l’intérieur de la boîte collectrice 107, ou en variante à l’interface entre la tubulure d’entrée ou de sortie (non représentée) de fluide réfrigérant et la boîte collectrice 107.Sealing can be provided inside the header box 107, or alternatively at the interface between the refrigerant fluid inlet or outlet pipe (not shown) and the header box 107.

Selon une deuxième variante schématisée sur la figure 7, les fibres creuses 105 peuvent déboucher individuellement en étant réparties le long de la boîte collectrice 107. Une telle configuration présente une simplicité de mise en œuvre. Cette solution permet d’avoir une même longueur pour toutes les fibres creuses 105. L’étanchéité doit être assurée à l’interface de chaque fibre creuse 105 et de la boîte collectrice 107. Pour ce faire, la boîte collectrice 107 peut de façon similaire à la boîte collectrice 7 décrite dans le premier mode de réalisation, comporter un corps collecteur creux 111 destiné à être assemblé à un couvercle 120. Comme décrit précédemment en référence aux figures 2 à 4, le corps collecteur creux 111 est traversé par les extrémités des fibres creuses 105 et un matériau d’étanchéité 17 peut injecté ou coulé dans le corps collecteur creux 111 pour venir encapsuler les portions de fibres creuses 105 à l’intérieur de la cavité du corps collecteur creux 111. Cette variante similaire au premier mode de réalisation n’est pas décrite plus en détail.According to a second variant shown schematically in Figure 7, the hollow fibers 105 can emerge individually by being distributed along the header box 107. Such a configuration is simple to implement. This solution makes it possible to have the same length for all the hollow fibers 105. Sealing must be ensured at the interface of each hollow fiber 105 and the header box 107. To do this, the header box 107 can similarly to the collector box 7 described in the first embodiment, comprise a hollow collector body 111 intended to be assembled with a cover 120. As previously described with reference to FIGS. 2 to 4, the hollow collector body 111 is crossed by the ends of the hollow fibers 105 and a sealing material 17 can be injected or cast into the hollow collector body 111 to encapsulate the portions of hollow fibers 105 inside the cavity of the hollow collector body 111. This variant similar to the first embodiment is not described in more detail.

Une troisième variante schématisée sur la figure 8 est une solution hybride entre les première et deuxième variantes. Selon cette troisième variante, des fibres creuses 105 de même longueur peuvent être réunies à leurs extrémités qui sont placées en entrée ou en sortie de la boîte collectrice. Les fibres creuses 105 s’étendent chacune dans la boîte collectrice 107, après l’entrée, respectivement la sortie, jusqu’à atteindre l’endroit où sortir de la boîte collectrice 107. Pour ce faire, la longueur des fibres creuses 105 est choisie suffisamment longue pour atteindre le point le plus éloigné, ce qui correspond à la fibre creuse 105 schématisée tout à droite sur la figure 8. On prévoit en outre un retour de chaque fibre creuse 105 à l’intérieur de la boîte collectrice 107 avant de quitter la boîte collectrice 107. Ceci est schématisé par les boucles 106 formées par les fibres 105 à l’intérieur de la boîte collectrice 107. Afin d’éviter que les fibres creuses 105 ne soient distendues à l’intérieur de la boîte collectrice 107, on peut prévoir un ou plusieurs organes de maintien (non représentés) des fibres creuses 105 disposés à l’intérieur de la boîte collectrice 107, tels que des grilles de maintien traversées par les fibres creuses 105.A third variant schematized in FIG. 8 is a hybrid solution between the first and second variants. According to this third variant, hollow fibers 105 of the same length can be joined together at their ends which are placed at the entrance or at the exit of the header box. The hollow fibers 105 each extend into the collector box 107, after the inlet, respectively the outlet, until they reach the place where they exit from the collector box 107. To do this, the length of the hollow fibers 105 is chosen long enough to reach the furthest point, which corresponds to hollow fiber 105 shown schematically on the far right in FIG. the header box 107. This is schematized by the loops 106 formed by the fibers 105 inside the header box 107. In order to prevent the hollow fibers 105 from being distended inside the header box 107, may provide one or more holding members (not shown) for the hollow fibers 105 arranged inside the header box 107, such as holding grids through which the hollow fibers 105 pass.

Par ailleurs, quelle que soit la variante de réalisation pour l’assemblage des fibres creuses 105 à la boîte collectrice 107, l’échangeur thermique 101 comporte avantageusement au moins un organe de mise en tension des fibres creuses 105. Ceci permet d’éviter que les fibres creuses 105 ne soient soumises au phénomène de résonance.Furthermore, whatever the alternative embodiment for assembling the hollow fibers 105 to the header box 107, the heat exchanger 101 advantageously comprises at least one member for tensioning the hollow fibers 105. This prevents the hollow fibers 105 are not subjected to the phenomenon of resonance.

Selon les exemples de réalisation des figures 6 et 7, cette mise en tension peut être réalisée à l’aide d’au moins un axe 125. Il s’agit notamment d’un axe 125 cylindrique. Dans les exemples illustrés sur les figures 6 et 7, un seul axe 125 est prévu.According to the embodiments of Figures 6 and 7, this tensioning can be achieved using at least one pin 125. This is in particular a cylindrical pin 125. In the examples illustrated in Figures 6 and 7, a single pin 125 is provided.

Avec un agencement des fibres creuses 105 permettant une circulation en « U », un tel axe 125 est agencé du côté du faisceau d’échange thermique 103 qui est opposé aux entrée et sortie de fluide réfrigérant. L’axe 125 s’étend de façon transversale par rapport à l’axe longitudinal L des fibres 105.With an arrangement of the hollow fibers 105 allowing circulation in a "U", such an axis 125 is arranged on the side of the heat exchange bundle 103 which is opposite the coolant inlet and outlet. The axis 125 extends transversely relative to the longitudinal axis L of the fibers 105.

Les fibres creuses 105 peuvent ainsi réaliser un demi-tour autour de cet axe 125. L’axe 125 présente un diamètre suffisant pour ne pas être en dessous du rayon de courbure des fibres creuses 105, par exemple un diamètre d’au moins 5mm.The hollow fibers 105 can thus perform a half-turn around this axis 125. The axis 125 has a sufficient diameter not to be below the radius of curvature of the hollow fibers 105, for example a diameter of at least 5mm.

L’échangeur thermique 101, plus précisément le faisceau d’échange thermique 103, peut comporter des joues 109 de part et d’autre de l’ensemble des fibres creuses 105 du faisceau d’échange thermique 103. Ces joues 109 peuvent être configurées pour maintenir l’axe 125. À cet effet, chaque extrémité de l’axe 125 peut être insérée dans une ouverture 110 complémentaire prévue sur la joue 109 correspondante. L’extrémité de l’axe 125 peut être montée serrée dans l’ouverture 110 de la joue 109 (voir figure 6) ou en variante avec un jeu (voir figure 7).The heat exchanger 101, more precisely the heat exchange bundle 103, may comprise cheeks 109 on either side of all the hollow fibers 105 of the heat exchange bundle 103. These cheeks 109 can be configured to maintain the axis 125. For this purpose, each end of the axis 125 can be inserted into a complementary opening 110 provided on the cheek 109 corresponding. The end of the shaft 125 can be mounted tight in the opening 110 of the flange 109 (see figure 6) or alternatively with a clearance (see figure 7).

En variante ou en complément, les organes de mise en tension peuvent comporter en outre un ou plusieurs organes de compensation élastiques 127. Le ou les organes de compensation élastiques 127 sont configurés pour compenser une dilatation ou rétractation des fibres creuses 105 en fonctionnement de l’évaporateur, du fait de la température et/ou pression interne, par exemple lorsque le fluide réfrigérant circule dans les fibres creuses 105, abaissant fortement la température. Ceci permet d’éviter la casse des fibres creuses 105 en fonctionnement.As a variant or in addition, the tensioning members may also comprise one or more elastic compensation members 127. The elastic compensation member(s) 127 are configured to compensate for an expansion or retraction of the hollow fibers 105 in operation of the evaporator, due to the internal temperature and/or pressure, for example when the refrigerant fluid circulates in the hollow fibers 105, greatly lowering the temperature. This makes it possible to avoid the breakage of the hollow fibers 105 in operation.

Pour ce faire, le ou les organes de compensation élastiques 127 sont disposés en liaison d’une part avec la ou l’une des boîtes collectrices 107 et d’autre part avec au moins un élément du faisceau d’échange thermique 103. Selon un exemple de réalisation schématisé sur la figure 6, le ou les organes de compensation élastiques 127 sont disposés en liaison avec une boîte collectrice 107 et une joue 109. Selon un autre exemple de réalisation schématisé sur la figure 7, le ou les organes de compensation élastiques 127 sont disposés en liaison avec une boîte collectrice 107 et l’axe 125. Dans ce cas, les joues 109 sont fixes par rapport à la boîte collectrice 107 ou aux boîtes collectrices 107, et la mise en tension est réalisée en jouant sur le positionnement de l’axe 125.To do this, the elastic compensation member(s) 127 are arranged in connection on the one hand with the or one of the manifolds 107 and on the other hand with at least one element of the heat exchange bundle 103. According to one exemplary embodiment shown schematically in FIG. 6, the elastic compensation member(s) 127 are arranged in connection with a header box 107 and a flange 109. According to another exemplary embodiment shown schematically in FIG. 7, the elastic compensation member(s) 127 are arranged in connection with a header box 107 and the shaft 125. In this case, the flanges 109 are fixed relative to the header box 107 or the header boxes 107, and the tensioning is achieved by varying the positioning of axis 125.

L’organe de compensation élastique 127 est par exemple réalisé sous forme d’un ressort, tel qu’un ressort hélicoïdal. De tels ressorts permettent de tendre et de garder les fibres creuses 105 en tension, évitant ainsi les éventuelles vibrations et un phénomène de résonnance. D’autres variantes sont envisageables, par exemple comme une ou plusieurs lames élastiques ou encore un matériau à mémoire de forme.The elastic compensation member 127 is for example made in the form of a spring, such as a coil spring. Such springs make it possible to tension and keep the hollow fibers 105 in tension, thus avoiding possible vibrations and a phenomenon of resonance. Other variants are possible, for example as one or more elastic blades or even a shape memory material.

Troisième mode de réalisation :Third embodiment:

Un troisième mode de réalisation est illustré sur les figures 9 et 10. Selon ce troisième mode de réalisation, l’échangeur thermique comporte en outre un moyen de stockage thermique. Il peut s’agir en particulier d’un échangeur thermique 1 ou 101 selon l’un ou l’autre des modes de réalisation précédemment décrit.A third embodiment is illustrated in Figures 9 and 10. According to this third embodiment, the heat exchanger further comprises a heat storage means. It may in particular be a heat exchanger 1 or 101 according to one or other of the embodiments described above.

Les figures 9 et 10 illustrent un échangeur thermique 101, tel qu’un évaporateur, selon le deuxième mode de réalisation, et comportant en outre le moyen de stockage thermique. Les caractéristiques de l’échangeur thermique 101 telles que décrites en référence aux figures 5 à 8 s’appliquent à ce troisième mode de réalisation et ne sont pas décrites de nouveau.Figures 9 and 10 illustrate a heat exchanger 101, such as an evaporator, according to the second embodiment, and further comprising the heat storage means. The characteristics of the heat exchanger 101 as described with reference to FIGS. 5 to 8 apply to this third embodiment and are not described again.

Le moyen de stockage thermique est configuré pour stocker de l’énergie, en particulier de la fraîcheur, de façon à pouvoir la restituer si besoin. On réalise ainsi un échangeur inertiel tel qu’un évaporateur.The thermal storage means is configured to store energy, in particular coolness, so as to be able to restore it if necessary. An inertial exchanger such as an evaporator is thus produced.

L’échangeur thermique 101 tel un évaporateur avec un moyen de stockage thermique est en particulier avantageux pour une application permettant de maintenir une température dans l’habitacle fraîche, par exemple autour de 15°C, en cas d’arrêt automatique du moteur lorsque la voiture s’immobilise, notamment à un feu tricolore ou à un stop, entraînant l’arrêt du fonctionnement de l’installation de refroidissement et/ou chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation.The heat exchanger 101 such as an evaporator with a heat storage means is particularly advantageous for an application making it possible to maintain a cool temperature in the passenger compartment, for example around 15° C., in the event of automatic stopping of the engine when the car comes to a standstill, in particular at a traffic light or at a stop sign, causing the cooling and/or heating and/or ventilation and/or air conditioning system to stop operating.

Le moyen de stockage thermique peut être réalisé par des fibres creuses additionnelles 129 configurées pour recevoir un matériau à changement de phase connu sous le sigle PCM pour « Phase Change Material » en anglais. Les fibres creuses additionnelles 129 sont dénommées par la suite fibres PCM 129. Seules quelques fibres PCM 129 sont représentées sur les figures 9 et 10 pour des raisons de clarté.The thermal storage means can be made by additional hollow fibers 129 configured to receive a phase change material known by the acronym PCM for “Phase Change Material” in English. The additional hollow fibers 129 are referred to below as PCM fibers 129. Only a few PCM fibers 129 are shown in Figures 9 and 10 for clarity.

Selon un exemple de réalisation, les fibres PCM 129 peuvent être disposées selon un arrangement régulier, par exemple selon un schéma constant. Les fibres PCM 129 peuvent être agencées parallèlement les unes aux autres. Les fibres PCM 129 peuvent s’étendre de façon parallèle ou non aux fibres creuses 105. Selon un autre exemple de réalisation non représenté, les fibres PCM 129 peuvent être disposées de façon irrégulière, voire en s’entremêlant.According to an exemplary embodiment, the PCM fibers 129 can be arranged according to a regular arrangement, for example according to a constant pattern. The PCM fibers 129 can be arranged parallel to each other. The PCM fibers 129 may or may not extend parallel to the hollow fibers 105. According to another embodiment not shown, the PCM fibers 129 may be arranged irregularly, even intertwining.

L’échangeur thermique 101 peut éventuellement comporter un ou plusieurs organes de maintien de ces fibres PCM 129.The heat exchanger 101 may optionally include one or more members for holding these PCM fibers 129.

Les fibres PCM 129 sont par exemple de section circulaire. Les fibres PCM 129 peuvent être de dimensionnement similaire aux fibres creuses 105 dans lesquelles est destiné à circuler le premier fluide caloporteur. En particulier, les fibres PCM 129 peuvent présenter chacune un diamètre interne compris entre 0,6mm et 1mm. En variante, les fibres PCM 129 peuvent être dimensionnées différemment. À titre d’exemple non limitatif, les fibres PCM 129 peuvent présenter un diamètre interne supérieur, par exemple autour de 4mm.The PCM fibers 129 are for example of circular section. The PCM fibers 129 can be of similar dimensioning to the hollow fibers 105 in which the first heat transfer fluid is intended to circulate. In particular, the PCM fibers 129 can each have an internal diameter of between 0.6 mm and 1 mm. Alternatively, PCM fibers 129 can be sized differently. By way of non-limiting example, the PCM 129 fibers may have a larger internal diameter, for example around 4mm.

Les fibres PCM 129 peuvent être isolées du circuit réfrigérant, c’est-à-dire qu’elles ne sont pas en communication fluidique avec les fibres creuses 105 ou la ou les boîtes collectrices 107.The PCM fibers 129 can be isolated from the refrigerant circuit, i.e. they are not in fluid communication with the hollow fibers 105 or the header box(es) 107.

Les fibres PCM 129 peuvent être remplies et étanchéifiées séparément. Les extrémités des fibres PCM 129 peuvent être fermées, par exemple de façon non limitative par collage. Les fibres PCM 129 peuvent ensuite être rapportées dans le faisceau d’échange thermique 103. En particulier, les extrémités des fibres PCM 129 peuvent être fixées à la boîte collectrice 107 ou l’une des boîtes collectrices 107, par exemple celle agencée le plus en aval par rapport au sens d’écoulement du flux d’air lorsque les deux boîtes collectrices 107 sont agencées du même côté. Les extrémités des fibres PCM 129 peuvent être fixées, par exemple par collage, sur une paroi externe de la boîte collectrice 107, comme schématisé sur la figure 9.PCM 129 fibers can be filled and sealed separately. The ends of the PCM fibers 129 can be closed, for example in a non-limiting manner by gluing. The PCM fibers 129 can then be added to the heat exchange bundle 103. In particular, the ends of the PCM fibers 129 can be fixed to the header box 107 or one of the header boxes 107, for example the one arranged furthest downstream with respect to the flow direction of the air flow when the two manifolds 107 are arranged on the same side. The ends of the PCM fibers 129 can be fixed, for example by gluing, to an outer wall of the header box 107, as shown schematically in Figure 9.

En variante, l’échangeur thermique 101 peut comporter au moins un conduit ou réservoir 131 (voir figure 10) auquel les fibres PCM 129 peuvent être raccordées et configuré pour recevoir le matériau à changement de phase de façon à permettre le remplissage des fibres PCM 129. L’étanchéité des fibres PCM 129 peut alors se faire de façon collective.Alternatively, the heat exchanger 101 may include at least one pipe or reservoir 131 (see Figure 10) to which the PCM fibers 129 can be connected and configured to receive the phase change material so as to allow the filling of the PCM fibers 129 The sealing of the PCM fibers 129 can then be done collectively.

Le conduit 131 est par exemple adjacent à l’une des boîtes collectrices 107, par exemple celle agencée le plus en aval par rapport au sens d’écoulement du flux d’air lorsque les deux boîtes collectrices 107 sont agencées du même côté. Le conduit 131 peut s’étendre de façon parallèle à la boîte collectrice 107. Le conduit 131 peut être fixé à la boîte collectrice 107 par exemple par brasage, et peut à cet effet être réalisé dans une matière métallique telle que de l’aluminium.The duct 131 is for example adjacent to one of the manifolds 107, for example the one arranged furthest downstream with respect to the direction of flow of the air flow when the two manifolds 107 are arranged on the same side. The conduit 131 can extend parallel to the header box 107. The conduit 131 can be fixed to the header box 107 for example by brazing, and can for this purpose be made of a metallic material such as aluminum.

Dans l’exemple de la figure 10, seul un conduit 131 est prévu. Cette solution nécessite de faire le vide avant remplissage. Les deux extrémités de chaque fibre PCM 129 débouchent dans un conduit 131 commun. Selon une variante non représentée, l’échangeur thermique 101 peut comporter deux conduits 131 pour remplir les fibres PCM 129 via un écoulement du matériau à changement de phase d’un conduit 131 à l’autre au travers des fibres PCM 129. Dans ce cas, chaque extrémité des fibres PCM 129 est reliée à un conduit 131.In the example of Figure 10, only one conduit 131 is provided. This solution requires evacuating before filling. The two ends of each PCM fiber 129 open into a common conduit 131. According to a variant not shown, the heat exchanger 101 may comprise two ducts 131 to fill the PCM fibers 129 via a flow of phase change material from one duct 131 to the other through the PCM fibers 129. In this case , each end of the PCM fibers 129 is connected to a conduit 131.

Le matériau à changement de phase dans les fibres PCM 129 est en particulier capable d’emmagasiner des frigories, ou des calories, et à restituer les frigories, ou calories, emmagasinées au flux d’air à destination de l’habitacle traversant les fibres PCM 129. La restitution peut se produire notamment lors d’un arrêt de l’installation de refroidissement et/ou chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation, et donc d’un arrêt de l’échangeur thermique 101, qui est dans cet exemple un évaporateur apte à refroidir le flux d’air. Dans ce cas particulier, les fibres PCM 129 font office d’un dispositif de refroidissement du flux d’air à destination de l’habitacle, annexe à l’évaporateur.The phase-change material in the PCM fibers 129 is in particular capable of storing cold temperatures, or calories, and of returning the stored cold temperatures, or calories, to the air flow intended for the passenger compartment passing through the PCM fibers 129. The restitution can occur in particular during a shutdown of the cooling and/or heating and/or ventilation and/or air conditioning installation, and therefore a shutdown of the heat exchanger 101, which in this example is an evaporator capable of cooling the air flow. In this particular case, the PCM 129 fibers act as a cooling device for the air flow to the passenger compartment, attached to the evaporator.

À titre d’exemple, dans le cas d’un évaporateur, la température de changement de phase peut être comprise entre 0°C et 15°C, de préférence être de 10°C ou environ. Un tel matériau à changement de phase peut céder de l’énergie calorifique en passant en phase solide et prélever de l’énergie calorifique en passant en phase liquide.By way of example, in the case of an evaporator, the phase change temperature may be between 0° C. and 15° C., preferably be 10° C. or approximately. Such a phase change material can give up heat energy by passing into the solid phase and take heat energy by passing into the liquid phase.

À cet effet, les fibres PCM 129 sont avantageusement agencées en aval des fibres creuses 105 selon le sens d’écoulement du flux d’air schématisé par les flèches F. Les fibres PCM 129 sont agencées de sorte que le flux d’air à destination de l’habitacle circule également entre les fibres PCM 129 après avoir circulé autour des fibres creuses 105. Ceci permet d’échanger efficacement de l’énergie avec le flux d’air pour améliorer le confort de l’utilisateur notamment en cas d’arrêt de l’installation.To this end, the PCM fibers 129 are advantageously arranged downstream of the hollow fibers 105 according to the direction of flow of the air flow schematized by the arrows F. The PCM fibers 129 are arranged so that the air flow to of the passenger compartment also circulates between the PCM fibers 129 after having circulated around the hollow fibers 105. This makes it possible to effectively exchange energy with the flow of air to improve the comfort of the user in particular in the event of a stop of the installation.

Ainsi, en fonctionnement de l’échangeur thermique 101 tel un évaporateur, le fluide réfrigérant circulant dans les fibres creuses 105 refroidit le flux d’air à destination de l’habitacle traversant le faisceau d’échange thermique 103. Le flux d’air refroidi au contact des fibres creuses 105 circule ensuite entre les fibres PCM 129 pour refroidir à son tour le matériau à changement de phase dans les fibres PCM 129. Autrement dit, le matériau à changement de phase cède de l’énergie calorifique au flux d’air.Thus, in operation of the heat exchanger 101 such as an evaporator, the refrigerant fluid circulating in the hollow fibers 105 cools the flow of air intended for the passenger compartment passing through the heat exchange bundle 103. The flow of cooled air in contact with the hollow fibers 105 then circulates between the PCM fibers 129 to in turn cool the phase change material in the PCM fibers 129. In other words, the phase change material gives up heat energy to the air flow .

En cas d’arrêt du moteur du véhicule, par exemple, le matériau à changement de phase dans les fibres PCM 129 peut restituer le froid (plus précisément des frigories) au flux d’air traversant l’échangeur thermique 101, plus précisément le matériau à changement de phase prélève de l’énergie calorifique au flux d’air. On augmente ainsi l’inertie de l’échangeur thermique 101 pour maintenir le refroidissement du flux d’air, sans remettre en marche le compresseur d’une boucle de climatisation de l’installation par exemple. En variante ou en complément, les fibres PCM 129 peuvent compléter le refroidissement du flux d’air ayant traversé les fibres creuses 105.In the event of the vehicle engine stopping, for example, the phase change material in the PCM fibers 129 can restore the cold (more precisely cold) to the air flow passing through the heat exchanger 101, more precisely the material phase change heater takes heat energy from the airflow. This increases the inertia of the heat exchanger 101 to maintain the cooling of the air flow, without restarting the compressor of an air conditioning loop of the installation for example. As a variant or in addition, the PCM fibers 129 can complete the cooling of the air flow having passed through the hollow fibers 105.

Quatrième mode de réalisation :Fourth embodiment:

Les figures 11 et 12 illustrent de façon schématique un quatrième mode de réalisation. Seules les différences par rapport au deuxième mode de réalisation sont détaillées ci-après.Figures 11 and 12 schematically illustrate a fourth embodiment. Only the differences with respect to the second embodiment are detailed below.

Selon le quatrième mode de réalisation, l’échangeur thermique 201 est un refroidisseur de liquide, dit « chiller » en anglais. Dans ce cas, le deuxième fluide est par exemple un liquide de refroidissement, tel qu’un mélange d’eau et de glycol.According to the fourth embodiment, the heat exchanger 201 is a liquid cooler, called "chiller" in English. In this case, the second fluid is for example a cooling liquid, such as a mixture of water and glycol.

Un tel échangeur thermique 201 est généralement interposé entre un circuit du premier fluide caloporteur, tel le fluide réfrigérant, et un circuit du deuxième fluide tel le liquide de refroidissement. Le circuit du premier fluide caloporteur peut faire partie d’une boucle de climatisation utilisée pour refroidir l’air de l’habitacle du véhicule automobile. Le circuit du deuxième fluide peut faire partie d’une boucle de régulation thermique d’un composant électrique et/ou électronique susceptible de dégager de la chaleur lors de leur fonctionnement, tel qu’une batterie, un module de batteries ou éléments de stockage d’énergie électrique.Such a heat exchanger 201 is generally interposed between a circuit of the first heat transfer fluid, such as the coolant, and a circuit of the second fluid, such as the coolant. The circuit of the first heat transfer fluid can be part of an air conditioning loop used to cool the air in the passenger compartment of the motor vehicle. The circuit of the second fluid can be part of a thermal regulation loop of an electrical and/or electronic component capable of releasing heat during their operation, such as a battery, a battery module or storage elements of 'electric energy.

L’échangeur thermique 201 est aussi appelé échangeur à double circulation de fluide, c’est-à-dire qu’il définit une enceinte fermée destinée à être parcourue par les deux fluides, à savoir ici le fluide réfrigérant et le liquide de refroidissement. Pour ce faire, l’échangeur thermique 201 comporte un boîtier 202 ou carter dans lequel le faisceau d’échange thermique 203 est agencé. Le boitier 202 peut présenter une forme générale parallélépipédique, de cuve ou d’enceinte. Dans l’exemple particulier de la figure 11 ou 12, le boîtier 202 est de forme générale parallélépipédique présentant trois paires de faces opposées 202a, 202b, 202c. Il s’agit d’un boîtier 202 fermé, en dehors des entrées et sorties des deux fluides, et non ouvert de façon à être traversé par un flux d’air comme dans les premier, deuxième et troisième modes de réalisation précédemment décrits.The heat exchanger 201 is also called dual fluid circulation exchanger, that is to say that it defines a closed enclosure intended to be traversed by the two fluids, namely here the refrigerant fluid and the cooling liquid. To do this, the heat exchanger 201 comprises a casing 202 or casing in which the heat exchange bundle 203 is arranged. The box 202 can have a generally parallelepiped, tank or enclosure shape. In the particular example of Figure 11 or 12, the box 202 is generally parallelepipedic in shape with three pairs of opposite faces 202a, 202b, 202c. It is a closed box 202, apart from the inlets and outlets of the two fluids, and not open so as to be crossed by a flow of air as in the first, second and third embodiments previously described.

Le boîtier 202 comporte au moins quatre ouvertures ou connectiques telles que des tubulures, pour les entrées et sorties des deux fluides, respectivement configurées pour être raccordées au circuit du fluide correspondant.The housing 202 comprises at least four openings or connectors such as pipes, for the inlets and outlets of the two fluids, respectively configured to be connected to the circuit of the corresponding fluid.

Plus précisément, le boîtier 202 comporte au moins deux ouvertures ou connectiques 204 pour l’entrée et la sortie du premier fluide tel le fluide réfrigérant, dont la circulation est schématisée par les flèches F1, et destinées à être raccordées au circuit du fluide réfrigérant. L’entrée et la sortie 204 du fluide réfrigérant peuvent par exemple être prévues sur une même face, par exemple 202b, du boîtier 202.More specifically, the housing 202 comprises at least two openings or connectors 204 for the inlet and the outlet of the first fluid such as the refrigerant fluid, the circulation of which is shown schematically by the arrows F1, and intended to be connected to the circuit of the refrigerant fluid. The inlet and the outlet 204 of the refrigerant fluid can for example be provided on the same face, for example 202b, of the housing 202.

Le boîtier 202 comporte également au moins deux ouvertures ou connectiques 206 pour l’entrée et la sortie du deuxième fluide tel le liquide de refroidissement, dont la circulation est schématisée par les flèches F2, et destinées à être raccordées au circuit du liquide de refroidissement.The housing 202 also comprises at least two openings or connectors 206 for the inlet and the outlet of the second fluid such as the coolant, the circulation of which is schematized by the arrows F2, and intended to be connected to the coolant circuit.

En outre, les ouvertures ou connectiques 204 pour le fluide réfrigérant et 206 pour le liquide de refroidissement peuvent être agencées sur des faces différentes du boîtier 202 comme dans l’exemple de la figure 11, en variante au moins une ouverture ou connectique 204 pour le fluide réfrigérant et au moins une ouverture ou connectique 206 pour le liquide de refroidissement peuvent être agencées sur une même face du boîtier 202, voire toutes les ouvertures ou connectiques 204 et 206 peuvent être agencées sur la même face du boîtier 202, par exemple une même face 202a comme dans l’exemple de la figure 12. Selon l’agencement des ouvertures ou connectiques 204 et 206, les deux fluides peuvent circuler à co-courant au sein du boîtier 202, ou en variante, à contre-courant, comme schématisé par les flèches F1 et F2 sur la figure 11.In addition, the openings or connectors 204 for the refrigerant fluid and 206 for the cooling liquid can be arranged on different faces of the housing 202 as in the example of FIG. 11, as a variant at least one opening or connectors 204 for the refrigerant fluid and at least one opening or connectors 206 for the cooling liquid can be arranged on the same face of the housing 202, or even all the openings or connectors 204 and 206 can be arranged on the same face of the housing 202, for example the same face 202a as in the example of FIG. 12. Depending on the arrangement of the openings or connectors 204 and 206, the two fluids can circulate in co-current within the housing 202, or alternatively, in counter-current, as shown schematically by the arrows F1 and F2 in figure 11.

Le faisceau d’échange thermique 203 comprend par exemple moins de deux mille fibres creuses 205, notamment entre trois cents et deux mille fibres creuses 205 de diamètre interne compris entre 0,6mm et 1mm, dans lesquelles est destiné à s’écouler le fluide réfrigérant et entre lesquelles le liquide de refroidissement est destiné à circuler. Sur les figures 11 et 12, seules quelques fibres creuses 205 sont représentées pour plus de clarté.The heat exchange bundle 203 comprises, for example, less than two thousand hollow fibers 205, in particular between three hundred and two thousand hollow fibers 205 with an internal diameter of between 0.6 mm and 1 mm, in which the coolant is intended to flow. and between which the coolant is intended to circulate. In Figures 11 and 12, only a few hollow fibers 205 are shown for clarity.

Les fibres creuses 205 peuvent être de longueurs différentes ou de même longueur. Les fibres creuses 205 peuvent présenter des longueurs de l’ordre de 150mm à 400mm, par exemple on peut prévoir de façon non limitative cinq cents fibres creuses 205 de 340mm ou mille fibres creuses 205 de 170mm.The hollow fibers 205 can be of different lengths or of the same length. The hollow fibers 205 can have lengths of the order of 150mm to 400mm, for example one can provide in a non-limiting way five hundred hollow fibers 205 of 340mm or one thousand hollow fibers 205 of 170mm.

Les extrémités de chaque fibre creuse 205 débouchent l’une dans l’orifice ou la connectique 204 pour l’entrée du fluide réfrigérant et l’autre dans l’orifice ou la connectique 204 pour la sortie du fluide réfrigérant. Pour des raisons de clarté, les extrémités des fibres creuses 205 rassemblées pour déboucher au niveau des connectiques 204 ne sont pas illustrées sur la figure 12. L’étanchéité peut être assurée au niveau des connectiques 204 pour le fluide réfrigérant. Lorsque le liquide de refroidissement circule dans l’échangeur thermique 201, les fibres creuses 205 sont alors immergées ou baignent dans ce liquide de refroidissement.The ends of each hollow fiber 205 open out one into the orifice or the connector 204 for the inlet of the refrigerant fluid and the other in the orifice or the connector 204 for the outlet of the refrigerant fluid. For reasons of clarity, the ends of the hollow fibers 205 brought together to emerge at the level of the connectors 204 are not illustrated in FIG. 12. Sealing can be ensured at the level of the connectors 204 for the refrigerant fluid. When the cooling liquid circulates in the heat exchanger 201, the hollow fibers 205 are then immersed or bathed in this cooling liquid.

En variante, on peut envisager que le fluide s’écoulant à l’intérieur des fibres creuses 205 soit le liquide de refroidissement, et que le fluide réfrigérant circule entre les fibres creuses 205. La solution précédente selon laquelle le fluide réfrigérant s’écoule à l’intérieur des fibres creuses 205 est plus avantageuse, du fait de la pression du fluide réfrigérant. En effet, dans ce cas les fibres creuses 205 maintiennent plus efficacement les forces de pression mises en jeu, correspondant à la pression multipliée par la surface, car la surface interne des fibres creuses 205 est plus petite que la surface externe.As a variant, it is possible to envisage that the fluid flowing inside the hollow fibers 205 is the cooling liquid, and that the cooling fluid circulates between the hollow fibers 205. The previous solution according to which the cooling fluid flows at the interior of the hollow fibers 205 is more advantageous, due to the pressure of the refrigerant fluid. Indeed, in this case the hollow fibers 205 more effectively maintain the pressure forces involved, corresponding to the pressure multiplied by the surface, because the internal surface of the hollow fibers 205 is smaller than the external surface.

Les fibres creuses 205 peuvent être réparties pour une circulation du premier fluide tel le fluide réfrigérant en une ou plusieurs passes. Dans l’exemple de la figure 11, les fibres creuses 205 permettent une circulation en une passe dite en « I ». En variante, comme illustré sur la figure 12, les fibres creuses 205 sont disposées pour permettre une circulation en deux passes du fluide réfrigérant, dite circulation en « U ». Pour ce faire, les fibres creuses 205 réalisent un demi-tour au sein du boîtier 202 du côté opposé aux ouvertures ou connectiques 204 pour l’entrée et la sortie du fluide réfrigérant.The hollow fibers 205 can be distributed for circulation of the first fluid such as the refrigerant fluid in one or more passes. In the example of Figure 11, the hollow fibers 205 allow circulation in a so-called "I" pass. As a variant, as illustrated in FIG. 12, the hollow fibers 205 are arranged to allow circulation in two passes of the coolant fluid, referred to as “U” circulation. To do this, the hollow fibers 205 perform a half-turn within the housing 202 on the side opposite the openings or connectors 204 for the inlet and the outlet of the refrigerant fluid.

Pour une telle configuration en deux passes du fluide réfrigérant, le deuxième fluide tel le liquide de refroidissement destiné à s’écouler à l’intérieur du boîtier 202 peut également suivre une circulation dite en « U ». À cet effet, l’échangeur thermique 201 peut comporter au moins une cloison de séparation 233 agencée à l’intérieur du boîtier 202, de façon à définir deux passes du liquide de refroidissement, à co-courant ou en variante à contre-courant par rapport au fluide réfrigérant. Cette cloison de séparation 233 peut s’étendre au sein du boîtier 202 entre les parois internes des deux faces 202c opposées en venant également en appui contre la paroi interne de la face 202a présentant les ouvertures ou connectiques 206 d’entrée et de sortie du liquide de refroidissement en étant entre ces dernières. Du côté opposé aux ouvertures ou connectiques 206, c’est-à-dire au niveau de l’autre face 202a, la cloison de séparation 233 se termine à une distance prédéfinie de la paroi interne du boîtier 202, de façon à permettre le demi-tour du liquide de refroidissement. La cloison de séparation 233 se trouve également à l’intérieur des boucles formées par les fibres creuses 205 en réalisant le demi-tour pour la circulation en « U ».For such a two-pass configuration of the coolant, the second fluid such as the coolant intended to flow inside the housing 202 can also follow a so-called “U” circulation. To this end, the heat exchanger 201 may comprise at least one partition 233 arranged inside the casing 202, so as to define two coolant passes, in co-current or alternatively in counter-current by relative to the refrigerant. This partition 233 can extend within the housing 202 between the internal walls of the two opposite faces 202c while also coming to bear against the internal wall of the face 202a having the openings or connectors 206 for inlet and outlet of the liquid cooling by being between them. On the side opposite the openings or connectors 206, that is to say at the level of the other face 202a, the partition 233 ends at a predefined distance from the internal wall of the box 202, so as to allow the half - turn of the coolant. The partition wall 233 is also inside the loops formed by the hollow fibers 205 by performing the U-turn for the "U" circulation.

Comme pour le deuxième mode de réalisation, l’échangeur thermique 201 comporte avantageusement au moins un organe de mise en tension des fibres creuses 205.As for the second embodiment, the heat exchanger 201 advantageously comprises at least one member for tensioning the hollow fibers 205.

Selon un exemple de réalisation illustré sur la figure 12, cette mise en tension peut être réalisée à l’aide d’une ou plusieurs grilles de maintien 235. En particulier, au moins deux grilles de maintien 235 peuvent être agencées à distance l’une de l’autre, et les fibres creuses 205 s’étendent entre ces grilles 235. Les grilles de maintien 235 sont traversées par les fibres creuses 205 en les maintenant et en garantissant le pas entre les fibres creuses 205. Par ailleurs, lorsque la cloison de séparation 233 est prévue, la ou les grilles de maintien 235 peuvent être maintenues entre une paroi interne du boîtier 202 et cette cloison de séparation 233. En outre, dans la configuration des fibres creuses 205 permettant une circulation en « U » du fluide réfrigérant, l’une des grilles de maintien 235 peut être agencée, au niveau du demi-tour des fibres creuses 205, du côté opposé aux connectiques 204 d’entrée et sortie de fluide réfrigérant.According to an exemplary embodiment illustrated in FIG. 12, this tensioning can be carried out using one or more holding grids 235. In particular, at least two holding grids 235 can be arranged at a distance from one on the other, and the hollow fibers 205 extend between these grids 235. The retaining grids 235 are crossed by the hollow fibers 205, maintaining them and guaranteeing the pitch between the hollow fibers 205. Furthermore, when the partition 233 is provided, the retaining grid or grids 235 can be maintained between an internal wall of the housing 202 and this separating partition 233. In addition, in the configuration of the hollow fibers 205 allowing a "U" circulation of the refrigerant , one of the retaining grids 235 can be arranged, at the level of the half-turn of the hollow fibers 205, on the side opposite to the connectors 204 of the coolant inlet and outlet.

En variante ou en complément, pour la mise en tension des fibres creuses 205, on peut prévoir un axe (non représenté sur la figure 12), similaire à l’axe 125 décrit en référence aux figures 6 et 7 du deuxième mode de réalisation, agencé du côté opposé aux entrée et sortie 204 de fluide réfrigérant, autour duquel les fibres creuses 205 peuvent réaliser leur demi-tour.As a variant or in addition, for the tensioning of the hollow fibers 205, an axis can be provided (not shown in FIG. 12), similar to the axis 125 described with reference to FIGS. 6 and 7 of the second embodiment, arranged on the side opposite the coolant inlet and outlet 204, around which the hollow fibers 205 can turn around.

Contrairement au deuxième mode de réalisation, l’axe 125 (non représenté) ne traverse pas de parois du boîtier 202 pour des raisons d’étanchéité, et ne peut donc pas être prévu mobile, en étant monté avec un jeu dans un orifice complémentaire du boîtier 202. Au contraire, un tel axe (non représenté) s’étend au sein du boîtier 202 entre deux faces opposées, par exemple les faces 202c, et peut être maintenu par ces deux faces opposées. Un tel axe (non représenté) doit, comme précédemment, présenter un diamètre suffisant pour ne pas être en dessous du rayon de courbure des fibres creuses 205, par exemple un diamètre d’au moins 5mm.Unlike the second embodiment, the pin 125 (not shown) does not pass through the walls of the housing 202 for sealing reasons, and therefore cannot be provided to move, being mounted with a clearance in a complementary hole in the housing 202. On the contrary, such an axis (not shown) extends within the housing 202 between two opposite faces, for example the faces 202c, and can be held by these two opposite faces. Such an axis (not shown) must, as before, have a sufficient diameter not to be below the radius of curvature of the hollow fibers 205, for example a diameter of at least 5mm.

Ainsi, un tel échangeur thermique 201 comprenant la pluralité de fibres creuses 205 comme décrit précédemment apte à être immergé dans le liquide de refroidissement, il n’est plus nécessaire de prévoir un empilement de plaques comme dans les solutions de l’art antérieur et les entrées et sorties des deux fluides peuvent être facilement agencées. Une telle configuration permet également de remplacer les conceptions de refroidisseur à tubes et calandre de l’art antérieur. À l’intérieur du boîtier 202 les extrémités des fibres creuses 205 débouchant au niveau des connectiques 204 permettent d’obtenir une répartition uniforme du fluide réfrigérant. En outre, le refroidisseur ainsi obtenu présente une efficacité améliorée par rapport aux solutions connues tout en réduisant la masse et le coût.Thus, such a heat exchanger 201 comprising the plurality of hollow fibers 205 as described above capable of being immersed in the cooling liquid, it is no longer necessary to provide a stack of plates as in the solutions of the prior art and the inlets and outlets of the two fluids can be easily arranged. Such a configuration also makes it possible to replace the shell and tube cooler designs of the prior art. Inside the box 202 the ends of the hollow fibers 205 emerging at the level of the connectors 204 make it possible to obtain a uniform distribution of the refrigerant fluid. In addition, the cooler thus obtained has improved efficiency compared to known solutions while reducing mass and cost.

Cinquième mode de réalisation :Fifth embodiment:

Un cinquième mode de réalisation est illustré sur la figure 13. Il s’agit d’un mode similaire au troisième mode de réalisation appliqué à l’échangeur thermique 201 tel qu’un refroidisseur selon le quatrième mode de réalisation. Les caractéristiques de l’échangeur thermique 201 telles que décrites en référence aux figures 11 et 12 ne sont pas décrites de nouveau. Selon ce cinquième mode de réalisation, l’échangeur thermique 201 comporte en outre un moyen de stockage thermique.A fifth embodiment is shown in Fig. 13. It is a mode similar to the third embodiment applied to the heat exchanger 201 such as a chiller according to the fourth embodiment. The characteristics of the heat exchanger 201 as described with reference to Figures 11 and 12 are not described again. According to this fifth embodiment, the heat exchanger 201 further comprises a heat storage means.

De façon similaire au troisième mode de réalisation, le moyen de stockage thermique est configuré pour stocker de l’énergie, en particulier de la fraîcheur, de façon à pouvoir la restituer si besoin. On réalise ainsi un refroidisseur inertiel.Similarly to the third embodiment, the thermal storage means is configured to store energy, in particular coolness, so as to be able to restore it if necessary. An inertial cooler is thus produced.

L’échangeur thermique 201 tel un refroidisseur avec un moyen de stockage thermique peut en particulier être avantageux pour refroidir le liquide de refroidissement utilisé pour refroidir un dispositif de stockage d’énergie électrique tel qu’une batterie, un module de batteries, destiné à être chargé selon une technique de charge dite de charge rapide, sous une tension et un ampérage élevés, en un temps réduit, lorsque le véhicule est à l’arrêt, et qui implique un échauffement du dispositif de stockage électrique.The heat exchanger 201 such as a cooler with a heat storage means can in particular be advantageous for cooling the coolant used to cool an electrical energy storage device such as a battery, a battery module, intended to be charged according to a charging technique called fast charging, under a high voltage and high amperage, in a short time, when the vehicle is stationary, and which involves heating of the electrical storage device.

Un tel échangeur thermique 201 peut également être avantageux pour absorber des pics de température grâce au moyen de stockage thermique ayant un rôle de tampon thermique, par exemple lorsque des charges importantes de chaleur sont à évacuer, sans nécessiter de sur-dimensionner l’échangeur thermique 201.Such a heat exchanger 201 can also be advantageous for absorbing temperature peaks thanks to the heat storage means having the role of a thermal buffer, for example when significant heat loads are to be evacuated, without requiring the heat exchanger to be oversized. 201.

De façon similaire au troisième mode de réalisation, le moyen de stockage thermique peut être réalisé par des fibres creuses additionnelles 229 configurées pour recevoir un matériau à changement de phase, nommées par la suite fibres PCM 229.Similarly to the third embodiment, the thermal storage means can be made by additional hollow fibers 229 configured to receive a phase change material, subsequently called PCM fibers 229.

Les caractéristiques des fibres PCM 229 peuvent être similaires à celles des fibres PCM 129 décrites précédemment en référence au troisième mode de réalisation. Seules les différences sont détaillées ci-après.The characteristics of the PCM fibers 229 may be similar to those of the PCM fibers 129 previously described with reference to the third embodiment. Only the differences are detailed below.

Les fibres PCM 229 peuvent être remplies et étanchéifiées séparément et être ensuite disposées à l’intérieur du boîtier 202. En variante, l’échangeur thermique 201 peut comporter au moins un conduit ou réservoir (non représenté) dans lequel peuvent déboucher les extrémités des fibres PCM 229. Un tel conduit (non représenté) peut être fixé au boîtier 202 par exemple par brasage. Comme décrit en référence au troisième mode de réalisation, un seul conduit peut être prévu pour le remplissage des fibres PCM 229 ou en variante deux conduits peuvent être prévus pour remplir les fibres PCM 229 par écoulement du matériau à changement de phase d’un conduit à l’autre.The PCM fibers 229 can be filled and sealed separately and then be placed inside the casing 202. As a variant, the heat exchanger 201 can include at least one duct or tank (not shown) into which the ends of the fibers can emerge. PCM 229. Such a conduit (not shown) can be fixed to the housing 202 for example by soldering. As described with reference to the third embodiment, a single conduit may be provided for filling the PCM fibers 229 or alternatively two conduits may be provided to fill the PCM fibers 229 by flow of the phase change material from one conduit to the other.

Les fibres PCM 229 sont avantageusement agencées en aval des fibres creuses 205 selon le sens d’écoulement du liquide de refroidissement schématisé par les flèches F2. Les fibres PCM 229 reçues à l’intérieur du boîtier 202 sont également immergées dans le liquide de refroidissement lorsqu’il circule au sein du boîtier 202. Le liquide de refroidissement s’écoule entre les fibres PCM 229 après avoir traversé les fibres creuses 205.The PCM fibers 229 are advantageously arranged downstream of the hollow fibers 205 according to the direction of flow of the cooling liquid shown schematically by the arrows F2. The PCM fibers 229 received inside the casing 202 are also immersed in the cooling liquid when it circulates within the casing 202. The cooling liquid flows between the PCM fibers 229 after having passed through the hollow fibers 205.

Dans le cas particulier illustré sur la figure 13, d’une circulation en une passe et à contre-courant des fluides, les fibres PCM 229 sont placées à la sortie du liquide de refroidissement, au niveau de l’entrée du fluide réfrigérant, où le liquide de refroidissement est le plus froid.In the particular case illustrated in FIG. 13, of a circulation in one pass and against the current of the fluids, the PCM fibers 229 are placed at the outlet of the cooling liquid, at the level of the inlet of the cooling fluid, where the coolant is the coldest.

En alternative, dans le cas d’une circulation en plusieurs passes des fluides, les fibres PCM 229 peuvent être placées dans une passe dédiée, notamment au niveau de la dernière passe du liquide de refroidissement où il est le plus froid. Par exemple, selon une configuration permettant une circulation en « U », notamment comme décrit en référence à la figure 12, les fibres PCM 229 seraient placées au niveau de la seconde passe du liquide de refroidissement en aval des fibres creuses 205.Alternatively, in the case of circulation in several passes of the fluids, the PCM 229 fibers can be placed in a dedicated pass, in particular at the level of the last pass of the coolant where it is the coldest. For example, according to a configuration allowing circulation in a "U", in particular as described with reference to FIG. 12, the PCM fibers 229 would be placed at the level of the second coolant pass downstream of the hollow fibers 205.

Les caractéristiques du matériau à changement de phase sont similaires au troisième mode de réalisation à la différence près que l’échange de frigories/calories se fait avec le liquide de refroidissement dans lequel baignent les fibres PCM 229.The characteristics of the phase change material are similar to the third embodiment except that the exchange of negative calories/calories takes place with the coolant in which the PCM 229 fibers are immersed.

Ainsi, en fonctionnement de l’échangeur thermique 201, le liquide de refroidissement est refroidi au contact des fibres creuses 205 et circule ensuite autour des fibres PCM 229 pour refroidir à son tour le matériau à changement de phase contenues dans ces fibres PCM 229.Thus, in operation of the heat exchanger 201, the cooling liquid is cooled in contact with the hollow fibers 205 and then circulates around the PCM fibers 229 to in turn cool the phase change material contained in these PCM fibers 229.

En cas d’arrêt du véhicule par exemple, le fluide réfrigérant ne circule plus dans les fibres creuses 205, le liquide de refroidissement qui peut continuer à circuler selon les besoins est alors refroidi en partie par les fibres PCM 229. Ceci permet d’évacuer la chaleur du dispositif de stockage d’énergie telles que les batteries par exemple en cas de charge rapide, par la circulation du liquide de refroidissement à travers les batteries où il récupère leur chaleur qui est ensuite évacuée par l’échangeur thermique 201.If the vehicle stops, for example, the coolant no longer circulates in the hollow fibers 205, the coolant which can continue to circulate as needed is then partly cooled by the PCM fibers 229. This makes it possible to evacuate the heat of the energy storage device such as the batteries for example in the event of fast charging, by the circulation of the cooling liquid through the batteries where it recovers their heat which is then evacuated by the heat exchanger 201.

En variante ou en complément, les fibres PCM 229 peuvent compléter le refroidissement du liquide de refroidissement ayant circulé autour des fibres creuses 205, par exemple si le débit du fluide réfrigérant n’est pas suffisamment important. Les fibres PCM 229 permettent de limiter la montée en température.As a variant or in addition, the PCM fibers 229 can complete the cooling of the coolant having circulated around the hollow fibers 205, for example if the flow rate of the refrigerant fluid is not high enough. The PCM 229 fibers make it possible to limit the rise in temperature.

Selon une alternative non illustrée, les fibres PCM 229 peuvent être agencées en amont des fibres creuses 205 selon le sens d’écoulement du liquide de refroidissement schématisé par les flèches F2, et ainsi être agencées au niveau de l’entrée du liquide de refroidissement. De la sorte, à titre d’exemple non limitatif, en cas de pic exceptionnel de puissance, si le liquide de refroidissement rentre dans l’échangeur thermique 201 à une température supérieure qu’en fonctionnement normal, les fibres PCM 229 agencés en entrée du liquide de refroidissement peuvent stocker la surcharge thermique, le PCM a alors une température de changement de phase supérieure aux températures du liquide de refroidissement en régime classique. À titre purement illustratif, dans le cas d’un liquide de refroidissement entrant habituellement dans l’échangeur thermique 201 à une température autour de 30°C, si le liquide de refroidissement entre de façon inhabituelle à une température supérieure, par exemple autour de 35°C, les fibres PCM 229 disposées en entrée peuvent absorber les 5°C supplémentaires, et ainsi améliorer la performance thermique. Lorsque la charge thermique redescend, le matériau à changement de phase peut se refroidir.According to an alternative not illustrated, the PCM fibers 229 can be arranged upstream of the hollow fibers 205 according to the direction of flow of the coolant shown diagrammatically by the arrows F2, and thus be arranged at the level of the inlet of the coolant. In this way, by way of non-limiting example, in the event of an exceptional power peak, if the coolant enters the heat exchanger 201 at a higher temperature than in normal operation, the PCM fibers 229 arranged at the inlet of the coolant can store the thermal overload, the PCM then has a higher phase change temperature than the coolant temperatures in conventional regime. For illustrative purposes only, in the case of a coolant usually entering the heat exchanger 201 at a temperature around 30° C., if the coolant enters in an unusual way at a higher temperature, for example around 35 °C, the PCM 229 fibers placed at the input can absorb the additional 5°C, and thus improve the thermal performance. When the thermal load drops, the phase change material can cool down.

Une telle alternative peut être mise en œuvre seule ou être cumulée avec un agencement de fibres PCM 229 au niveau de la sortie du liquide de refroidissement, comme expliqué précédemment.Such an alternative can be implemented alone or be combined with an arrangement of PCM fibers 229 at the coolant outlet, as explained previously.

Selon l’une ou l’autre des variantes de réalisation des fibres PCM 229, elles peuvent être disposées dans l’échangeur thermique 201 tel un refroidisseur, selon un arrangement régulier ou au contraire, de façon irrégulière, désordonnée, voire en s’entremêlant.According to one or other of the variant embodiments of the PCM fibers 229, they can be arranged in the heat exchanger 201 like a cooler, according to a regular arrangement or, on the contrary, in an irregular, disordered way, even in intertwining .

Par ailleurs, on a décrit précédemment des fibres PCM 229 agencées dans le faisceau d’échange thermique 203. On peut envisager en variante que les fibres PCM 229 soient déportées du faisceau d’échange thermique 203. Elles peuvent par exemple être disposées au niveau des connectiques d’entrée et/ou de sortie 206.Furthermore, PCM fibers 229 arranged in the heat exchange bundle 203 have been described previously. As a variant, it is possible to envisage the PCM fibers 229 being offset from the heat exchange bundle 203. They can for example be arranged at the level of the input and/or output connectors 206.

Ainsi, un échangeur thermique 1, 101 ou 201 comportant une pluralité de fibres creuses 5, 105, 205 de petits diamètres selon l’un ou l’autre des modes de réalisation précédemment décrits permet d’optimiser la performance thermique de cet échangeur thermique 1, 101 ou 201, tout en minimisant son coût et les puissances hydrauliques de chaque fluide.
Thus, a heat exchanger 1, 101 or 201 comprising a plurality of hollow fibers 5, 105, 205 of small diameters according to one or other of the previously described embodiments makes it possible to optimize the thermal performance of this heat exchanger 1 , 101 or 201, while minimizing its cost and the hydraulic powers of each fluid.

Claims (17)

Échangeur thermique (1, 101, 201), pour une installation de refroidissement et/ou chauffage et/ou ventilation et/ou climatisation de véhicule automobile, ledit échangeur (1, 101, 201) comportant un faisceau d’échange thermique (3, 103, 203), caractérisé en ce que le faisceau d’échange thermique (3, 103, 203) comporte une pluralité de fibres creuses (5, 105, 205) de section circulaire, dans lesquelles est destiné à s’écouler un fluide caloporteur, et présentant chacune un diamètre interne compris entre 0,6mm et 1mm.Heat exchanger (1, 101, 201), for a motor vehicle cooling and/or heating and/or ventilation and/or air conditioning installation, said exchanger (1, 101, 201) comprising a heat exchange bundle (3, 103, 203), characterized in that the heat exchange bundle (3, 103, 203) comprises a plurality of hollow fibers (5, 105, 205) of circular section, in which a heat transfer fluid is intended to flow , and each having an internal diameter of between 0.6 mm and 1 mm. Échangeur (1, 101, 201) selon la revendication 1, dans lequel le diamètre interne des fibres creuses (5, 105, 205) est compris entre 0,6mm et 0,9mm.Exchanger (1, 101, 201) according to claim 1, in which the internal diameter of the hollow fibers (5, 105, 205) is between 0.6mm and 0.9mm. Échangeur (1, 101, 201) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les fibres creuses (5, 105, 205) sont disposées selon un arrangement régulier dans le faisceau d’échange thermique (3, 103, 203), de façon à être exposées à un deuxième fluide destiné à traverser le faisceau d’échange thermique (3, 103, 203).Exchanger (1, 101, 201) according to one of the preceding claims, in which the hollow fibers (5, 105, 205) are arranged in a regular arrangement in the heat exchange bundle (3, 103, 203), so as to be exposed to a second fluid intended to pass through the heat exchange bundle (3, 103, 203). Échangeur (1, 101) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant au moins une boîte collectrice (7, 107) du fluide caloporteur, dans laquelle débouchent les fibres creuses (5, 105), ladite au moins une boîte collectrice (7, 107) comportant un corps collecteur creux (11, 111) comportant deux parois (13) en vis-à-vis présentant respectivement une pluralité d’orifices (15) traversés par les fibres creuses (5, 105), et comportant un matériau d’étanchéité (17) encapsulant les portions de fibres creuses (5, 105) à l’intérieur du corps collecteur creux (11, 111), à l’état assemblé dudit échangeur.Exchanger (1, 101) according to any one of the preceding claims, comprising at least one collector box (7, 107) for the heat transfer fluid, into which the hollow fibers (5, 105) open, said at least one collector box (7 , 107) comprising a hollow collector body (11, 111) comprising two facing walls (13) respectively presenting a plurality of orifices (15) through which the hollow fibers (5, 105) pass, and comprising a material sealing (17) encapsulating the portions of hollow fibers (5, 105) inside the hollow collector body (11, 111), in the assembled state of said exchanger. Échangeur (1, 101) selon la revendication 4, dans lequel le corps collecteur creux (11, 111) est réalisé d’une seule pièce.Exchanger (1, 101) according to Claim 4, in which the hollow collector body (11, 111) is made in one piece. Échangeur (1, 101) selon la revendication 4, dans lequel le corps collecteur creux (11, 111) comporte deux parois (13) opposées assemblées en délimitant une cavité entre elles, les deux parois (13) étant traversées chacune par les fibres creuses (5, 105).Exchanger (1, 101) according to claim 4, in which the hollow collector body (11, 111) comprises two opposite walls (13) assembled by delimiting a cavity between them, the two walls (13) each being traversed by the hollow fibers (5, 105). Échangeur (1, 101) selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel les extrémités des fibres creuses (5, 105) traversant le corps collecteur creux (11, 111) présentent une rigidité supérieure au reste des fibres creuses (5, 105) dans le faisceau d’échange thermique (3, 103).Exchanger (1, 101) according to any one of Claims 4 to 6, in which the ends of the hollow fibers (5, 105) passing through the hollow collector body (11, 111) have a greater rigidity than the rest of the hollow fibers (5 , 105) in the heat exchange bundle (3, 103). Échangeur (1, 101) selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel le corps collecteur creux (11, 111) est de forme générale longitudinale, et comporte une ouverture (19) à une extrémité longitudinale, pour l’injection du matériau d’étanchéité (17) après assemblage des fibres creuses (5, 105) avec le corps collecteur creux (11, 111).Exchanger (1, 101) according to any one of Claims 4 to 7, in which the hollow collector body (11, 111) is of generally longitudinal shape, and comprises an opening (19) at one longitudinal end, for the injection sealing material (17) after assembly of the hollow fibers (5, 105) with the hollow collector body (11, 111). Échangeur (1, 101) selon l’une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel ladite au moins une boîte collectrice (7, 107) comporte un couvercle (20, 120) assemblé au corps collecteur creux (11, 111), de sorte que les extrémités des fibres creuses (5, 105) débouchent dans l’espace intérieur délimité entre le couvercle (20, 120) et le corps collecteur creux (11, 111).Exchanger (1, 101) according to any one of Claims 4 to 8, in which the said at least one collector box (7, 107) comprises a cover (20, 120) assembled with the hollow collector body (11, 111), of so that the ends of the hollow fibers (5, 105) open into the interior space delimited between the cover (20, 120) and the hollow collector body (11, 111). Échangeur (1), notamment un radiateur, selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le nombre de fibres creuses (5) est compris entre deux mille et six mille fibres creuses (5).Exchanger (1), in particular a radiator, according to any one of claims 1 to 9, in which the number of hollow fibers (5) is between two thousand and six thousand hollow fibers (5). Échangeur (101, 201) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le premier fluide caloporteur destiné à s’écouler dans la pluralité de fibres creuses (105, 205) est un fluide réfrigérant et un deuxième fluide à refroidir est destiné à circuler entre les fibres creuses (105, 205).Exchanger (101, 201) according to any one of Claims 1 to 9, in which the first heat transfer fluid intended to flow in the plurality of hollow fibers (105, 205) is a refrigerant fluid and a second fluid to be cooled is intended to circulate between the hollow fibers (105, 205). Échangeur (101, 201) selon la revendication 11, dans lequel le nombre de fibres creuses (105, 205) est compris entre trois cents et deux mille.Exchanger (101, 201) according to claim 11, in which the number of hollow fibers (105, 205) is between three hundred and two thousand. Échangeur (101) selon l’une des revendications 11 ou 12, configuré pour travailler en tant qu’évaporateur, et dans lequel le deuxième fluide est un flux d’air.Exchanger (101) according to one of Claims 11 or 12, configured to work as an evaporator, and in which the second fluid is an air flow. Échangeur (201) selon l’une des revendications 11 ou 12, configuré pour travailler en tant que refroidisseur de liquide, et dans lequel le deuxième fluide est un liquide de refroidissement, tel qu’un mélange d’eau et de glycol.Exchanger (201) according to one of Claims 11 or 12, configured to work as a liquid cooler, and in which the second fluid is a cooling liquid, such as a mixture of water and glycol. Échangeur (101, 201) selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, comportant au moins un organe de mise en tension (125, 127, 235) des fibres creuses (105, 205).Exchanger (101, 201) according to any one of claims 11 to 14, comprising at least one member (125, 127, 235) for tensioning the hollow fibers (105, 205). Échangeur (101, 201) selon la revendication 15, comportant une entrée et une sortie du fluide réfrigérant agencées d’un côté du faisceau d’échange thermique (103, 203), et dans lequel ledit au moins un organe de mise en tension des fibres creuses comporte au moins un axe (125) agencé du côté du faisceau d’échange thermique (103, 203) opposé aux entrée et sortie de fluide réfrigérant, de façon à permettre un demi-tour des fibres creuses (105, 205) autour dudit au moins un axe (125).Exchanger (101, 201) according to claim 15, comprising an inlet and an outlet for the refrigerant fluid arranged on one side of the heat exchange bundle (103, 203), and in which the said at least one member for tensioning the hollow fibers comprises at least one axis (125) arranged on the side of the heat exchange bundle (103, 203) opposite the coolant fluid inlet and outlet, so as to allow a half-turn of the hollow fibers (105, 205) around said at least one axis (125). Échangeur (201) selon les revendications 14 et 15, comportant au moins deux grilles de maintien (235) des fibres creuses (205) agencées à distance l’une de l’autre, et entre lesquelles s’étendent les fibres creuses (205).
Exchanger (201) according to claims 14 and 15, comprising at least two holding grids (235) for the hollow fibers (205) arranged at a distance from each other, and between which the hollow fibers (205) extend .