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WO2016188970A1 - Module chauffant et dispositif de chauffage électrique comportant un tel module chauffant - Google Patents

Module chauffant et dispositif de chauffage électrique comportant un tel module chauffant Download PDF

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WO2016188970A1
WO2016188970A1 PCT/EP2016/061618 EP2016061618W WO2016188970A1 WO 2016188970 A1 WO2016188970 A1 WO 2016188970A1 EP 2016061618 W EP2016061618 W EP 2016061618W WO 2016188970 A1 WO2016188970 A1 WO 2016188970A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating
electrodes
heating module
heat
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2016/061618
Other languages
English (en)
Inventor
Serif KARAASLAN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
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Priority to EP16726830.9A priority patent/EP3305015A1/fr
Priority to JP2017561335A priority patent/JP2018515897A/ja
Priority to US15/575,416 priority patent/US20180160483A1/en
Publication of WO2016188970A1 publication Critical patent/WO2016188970A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/24—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor being self-supporting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
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    • B60H1/2225—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating air
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • H05B3/03—Electrodes
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    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/02—Heaters using heating elements having a positive temperature coefficient
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/022—Heaters specially adapted for heating gaseous material
    • H05B2203/023—Heaters of the type used for electrically heating the air blown in a vehicle compartment by the vehicle heating system

Definitions

  • the invention relates to the field of ventilation, heating and / or air conditioning of a motor vehicle. It relates to additional electric heating devices, comprising one or more heating modules, intended to be mounted in a ventilation system, heating and / or air conditioning of a motor vehicle.
  • the invention relates to an additional heating device comprising heating elements with electrical resistances, for example positive temperature coefficient (PTC) resistors, which make it possible to produce heat rapidly in the vehicles, especially when wants to quickly warm up the cabin.
  • PTC positive temperature coefficient
  • Heating devices of this type comprise a heating body comprising heat-exchanging heat exchange elements associated with said heating elements. These additional heating devices also comprise connection means which allow the electrical connection of the heating elements to a source electrical network on board the vehicle, for the power supply of the heating elements, and connection means which allow the mechanical fixing of the device. additional heating to the ventilation, heating and / or air conditioning system.
  • FIG. 1 illustrates an electric heating device that can be inserted according to the state of the art in a ventilation, heating and / or air conditioning duct to heat a flow of air passing through it by dissipation of heat.
  • This heating device comprises two heating modules, namely a first heating module 100 which comprises a set of two elements capable of exchanging heat 102 between which is disposed a resistive element CTP103 and a second heating module 104 which comprises a set of three heat exchangeable elements 106 between which resistive elements CTP105 and CTP107 are arranged.
  • Each element capable of exchanging heat 106 is extended at one of its ends by a connecting means such as a connection terminal 108 which allows connection to an electrical network of the vehicle for the power supply of the heater.
  • This type of heating device is connected to the electrical network of the vehicle via a connector, not shown here, with five channels, that is to say a connector in which five receiving slots of the means are provided. connection, for the connection according to the electrical diagram shown in Figure 2. It is noted that this type of five-way connection is widespread, especially for connecting to a power grid or a battery of heating devices without on-board electronics, and that this is particularly suitable for applications requiring a power of 1000 W or less.
  • the first heating module can release a power of 330 W while the second heating module can release a power of 660 W, so that the additional heating device can release a maximum power
  • the additional heater manufacturer of this type is faced with the problem of compliance with the standard five-way connector, widely imposed by car manufacturers, which limited the power released to heat the air passing through the pipe in which is placed the
  • the present invention aims in particular to provide, in this context of standardization of five-way connectors, a heating device capable of providing a higher heat, without changing the size of the heat sink used.
  • the present invention relates to a heating module for an electric heating device, comprising at least two elements capable of producing heat and at least three electrodes, each of these elements capable of producing heat being disposed between two electrodes, characterized in that it comprises at least two connection means each associated with an electrode
  • connection means which allow to connect these electrodes to an electrical network, at least one of the electrodes connected to a connection means being connected by an electrical connection means to an electrode which is not connected to a connecting means, so as to bring these two electrodes to the same electrical potential.
  • an electrode is disposed between two heat generating members, each of which heat generating members is disposed between the center electrode and an outer electrode.
  • the heating module according to the invention may further comprise one or more of the following characteristics, alone or in combination:
  • the electrical connection means and the connection terminals are respectively disposed at opposite ends of the heating module;
  • the at least two electrodes connected to the at least two associated connection means are adjacent;
  • the at least two electrodes connected by said electrical connection means are not adjacent;
  • the heating module comprises two elements capable of producing heat, three electrodes, and two connection means associated respectively with an external electrode and with a central electrode in order to connect these two electrodes to an electrical network, the external electrode being connected by an electrical connection means to the electrode which is not connected to a connection means, so as to bring these two electrodes to the same electrical potential;
  • the heating module comprises at least three elements capable of exchanging heat with the flow of air passing through the heating module, these three elements being each associated with an electrode;
  • each electrode is disposed on at least a portion of at least one side of the heat exchange member to which it is associated;
  • each electrode extends so as to define the sides of the element able to exchange the heat with which it is associated.
  • the invention also relates to a heating device comprising at least one heating module as just presented.
  • the heating device according to the invention may further comprise one or more of the following characteristics, alone or in combination: the heating device comprises a plurality of heating modules, among which at least one of these heating modules comprises one more electrode than it comprises connection means;
  • the heating device comprises a first heating module which comprises three electrodes and three connection means each associated with an electrode, and a second heating module which comprises three electrodes and only two connection means;
  • the heating device comprises a frame adapted to receive the heating modules, said frame comprising a bottom wall, said electrical connection means being secured to the bottom wall so that two electrodes are connected by the intermediate of this electrical connection means when the heating modules are arranged in the frame;
  • the electrical connection means takes the form of a metal blade
  • the electrical connection means is partially embedded in the bottom wall 15 of the frame.
  • a heating device in which a first heating module comprises three electrodes, three elements capable of exchanging heat and three connection means, and a second heating module which comprises three electrodes, three elements capable of exchanging
  • the heating device according to the invention may also comprise in
  • the at least one heating module extends, when it is arranged in the frame, in a direction of general extension between a first end and a second end;
  • the general extension direction of said at least one heating module is substantially longitudinal
  • said at least one element capable of producing heat is a resistive element
  • said at least one element capable of producing heat is a positive temperature coefficient (PTC) type resistive element; said at least one element capable of generating heat is a positive temperature coefficient (PTC) resistive element disposed in or on a support such as a bar;
  • PTC positive temperature coefficient
  • said at least one associated element which is capable of exchanging heat is a radiant element
  • said at least one element capable of generating heat is disposed between two elements able to exchange heat;
  • each electrode extends so as to define the sides of the element able to exchange the heat with which it is associated, the assembly thus formed having substantially the shape of a parallelepiped.
  • the invention also relates to a ventilation, heating and / or air conditioning assembly, comprising in particular an electric heating device as just described, associated with a five-way connector for connection to an electrical network for power supply. electric heater.
  • FIG. 1 and 2 are schematic representations of the structure and the electrical connection of heating modules according to the state of the art, as already mentioned in the presentation of the invention;
  • FIGS. 3, 4a and 4b are representations similar to those of FIGS. 1 and 2, this time of a heating device according to one embodiment of the invention, in which a first heating module has a characteristic relative to in the state of the art;
  • FIG. 5 is a perspective view of a heating device according to the invention, in which a heating module is partially visible, and a five-way connector for connecting the heating device to a source electrical network here. not shown;
  • FIG. 6 is a perspective view of a heating module according to one embodiment of the invention, comprising three elements capable of
  • FIG. 7 is a sectional side view of a ventilation, heating, and / or air-conditioning installation according to the invention in which a housing houses heating modules for their connection to a five-way connector and for their cross arrangement of an air circulation duct.
  • FIGS. 3 to 7 are described successively to describe a set of heating modules according to the invention and their specific electrical connection (FIGS. 3, 4a and 4b), an electric heating device according to the invention (FIGS. 5 and 6). and a ventilation, heating and / or air conditioning assembly comprising such a heating device (FIG. 7).
  • FIG. 3 illustrates an embodiment of the invention, specific in the number of heating modules and the number of elements capable of exchanging heat that each of these heating modules comprises.
  • the heating device 2 in this embodiment comprises two heating modules 4, 6 able to extend in a conduit through which a flow of air to be heated.
  • a first heating module 4 has three heat-exchangeable elements 8, 10, 12 superimposed on each other, and electrodes associated with each of the elements capable of exchanging heat 8, 10, 12. Each of these elements electrodes is extended by a tab 14 forming at a proximal end 1 6 of the heating module, a connection means, each
  • tab 14 being adapted to be connected to the vehicle electrical network.
  • the electrodes and the heat exchangers associated with them are at different electrical potentials so that an electric current can flow through a positive temperature coefficient (PTC) effect stone placed between two elements capable of exchange heat nearby
  • PTC positive temperature coefficient
  • the first heating module 4 thus comprises two resistive elements 18 and 20.
  • a second heating module 6 also has three heat exchange elements 22, 24 and 26 associated with three respective electrodes, and two resistive elements 28 and 30 and it differs from the first heating module 4 in that only two connecting means 32 are arranged at the end proximal 34 of the heating module 6.
  • the second heating module 6 comprises an electrical connection means 38 able to maintain at the same electrical potential the two elements capable of exchanging external heat 22 and 26, separated in the superposition 5 of elements able to exchange heat, by the element able to exchange central heat 24.
  • one of the two elements 26 able to exchange external heat which has no connecting means is connected by the electrical connection means 38 to the other member 22 adapted to exchange external heat. It is notable that in this second heating module 6, there is an element capable of exchanging heat and therefore an electrode of more than connecting means.
  • FIGS. 4a and 4b the electrical connection diagram of the device according to the invention is illustrated, with more particularly in FIG. 4a the connection diagram of the first heating module 4 and in FIG.
  • the first heating module 4 is connected to a source electrical network in the following manner: a first electrode corresponding to one of the elements capable of exchanging external heat is connected to a first potential P1 and a second electrode corresponding to the element able to
  • Exchanging central heat is connected to a second potential P2, so as to create an electric current flowing between the two electrodes and passing in particular through the corresponding resistive element 18 formed by the stones, so as to achieve a suitable heat release to heat the air passing through the duct.
  • the third electrode corresponding to the other element capable of exchanging external heat and brought to a third potential P3, makes it possible similarly to create a current flowing through the corresponding resistive element 20 formed by the stones.
  • the electrical connection diagram corresponding to the second heating module 6 differs from the electrical connection diagram of the first heating module 4 in that the resistive elements 28 and 30 are arranged in parallel, so as to require only two electrical connection points.
  • the two electrodes corresponding to the two elements capable of exchanging heat Outputs are brought to the same electrical potential, via a single connection to the source electrical network, and electrical connection means 38 between them.
  • a heating device comprising two heating modules 4, 6 as described will be able to deliver, according to the activation of this or that resistive element, a power i o corresponding to the power of a heating module (one active one resistive elements of the first heating module), two heating modules (one activates either the two resistive elements of the first heating module or the second heating module), or four heating modules (activates all).
  • each heating module has three elements capable of exchanging heat, but it will be understood that the number of elements capable of exchanging heat could be higher, given that in at least one of the modules heated that includes a
  • the number of connecting means will be less than the number of elements capable of exchanging heat, in particular to be able to adapt to specific connectors.
  • FIG. 5 illustrates an electric type heater 2 for heating an air flow. This type of electric radiator is used in
  • the heating device does not include a module
  • control electronics and it can be expected to locate elsewhere on the vehicle control management of the electric heater.
  • This device consists of a heating body 40 and a connection interface 42 adapted to be connected to a connector 44, here a connector to five channels, for electrically connecting the heater to the power supply on the vehicle.
  • the heating body 40 consists of a frame 46 made of plastic, for example polypropylene or polyamide, inside which are integrated heating modules 4, 6, only one being visible in FIG. 5.
  • the connector 44 includes a docking edge 48 and a sleeve 50 for connection to the power supply from the vehicle.
  • the docking edge 48 makes it possible to securely hold the electric radiator in position in the ventilation, heating and or air conditioning system.
  • FIG. 6 shows a heating module 6 according to one embodiment of the invention.
  • This heating module 6 comprises three conductive electrodes 52, 54 and 56 which extend longitudinally.
  • Each of these electrodes 52, 54, 56 has a general shape "C" in its longitudinal plane with their two longitudinal ends 58 and 60 folded transversely. The end
  • Referenced 58 is extended longitudinally to form a tongue 62 part of a connection terminal 32 as described above with respect to Figure 3.
  • the "C" shape of the electrodes 52, 54, 56 makes it possible to enclose a folded metal strip on itself at regular intervals so as to form an element
  • heat exchangeable elements 22, 24, 26 are only partially shown, the unrepresented portion being identical to the visible representation on FIG. Fig.
  • the electrodes 52, 54, 56 enclose the elements capable of exchanging heat 22, 24, 26 so that they bear against effect stones.
  • the heating module 6 comprises two sets of six PTC effect stones 28 spaced from each other by a small gap.
  • the CTP effect stones are held glued on the elements able to exchange heat by means of a thermal glue but sufficiently strong
  • the electrodes and heat exchangers dedicated thereto are at different electrical potentials so as to electrically power the CTP stone 28.
  • an electrode 56 is not extended by a tab, unlike the two other electrodes 52, 54.
  • This electrode 56 not extended by a The tongue corresponds to one of the elements capable of exchanging external heat 22, that is to say one of the elements able to exchange heat surrounding the element able to exchange central heat 24.
  • This electrode 56 is connected at the electrode 52 corresponding to the other element able to exchange external heat 26 by a metal part, forming an electrical connection means 38 for connecting to the same electrical potential these two electrodes 52, 54.
  • the connection means electrical 38 is disposed at the proximal end 36 of the heating module 6, having a curvature adapted to allow the connection of the two elements capable of exchanging external heat 22, 26 without contact with the element capable of exchanging heat 24.
  • Embodiment of the invention in a preferred application, with a frame 46 housing the heating modules 4, 6, inserted into an opening 64 formed in the wall 66 of a duct of a ventilation, heating and / or air conditioner.
  • the frame 46 is made of a specific material, light, but sufficiently strong, for example a plastic material, polypropylene or polyamide type.
  • the frame 46 has a bottom wall 68, opposite which are disposed the distal ends 36 of the modules 4, 6, and it has perforated transverse walls so that the heater can be traversed by the present air in the conduit into which the housing is inserted.
  • a metal blade 70 is attached to the bottom wall 68, to form the electrical connection means 38 for the electrical connection of the two heat exchange elements 22 and 26 disposed on either side of the element adapted to exchange central heat 24 from the stack. It is interesting that the blade 70 is partially embedded in the thickness of the bottom wall 66, and that only the two ends of the blade 70 protrude from this wall 66 to form electric contact pads 72 facing each other. only elements capable of exchanging heat 22, 26 to put at the same potential.
  • the frame 46 makes it possible, on the one hand, to hold the heating modules relative to each other and thus to correctly position the connection means with respect to the connector to the electrical network, and on the other hand to fix the blade. forming the electrical connection means of two elements able to exchange heat with each other. However, it would be possible to dispense with the frame, at least for the bearing bottom wall of the blade, and to make this blade integral directly with the conduit in which the o 'heating modules are housed, or to weld the blade on the electrodes associated with the elements able to exchange heat to be connected.

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Abstract

Module chauffant (6) pour un dispositif de chauffage électrique, comportant au moins deux éléments aptes à produire de la chaleur et au moins trois électrodes (52, 54, 56), chacun de ces éléments aptes à produire de la chaleur étant disposé entre deux électrodes (52, 54, 56), caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux moyens de raccordement (32) associés chacun à une électrode respective (52, 4), qui permettent de raccorder ces électrodes (52, 54) à un réseau électrique, au moins une des électrodes (52) raccordée à un moyen de raccordement (32) étant reliée par un moyen de connexion électrique (38) à une électrode (56) qui n'est pas reliée à un moyen de connexion électrique (38), de manière à porter ces deux électrodes (52, 56) au même potentiel électrique.

Description

MODULE CHAUFFANT ET DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ÉLECTRIQUE COMPORTANT UN TEL MODULE CHAUFFANT
L'invention relève du domaine de la ventilation, du chauffage et/ou de la climatisation de véhicule automobile. Elle concerne les dispositifs de chauffage additionnels électriques, comportant un ou plusieurs modules chauffants, destinés à être montés dans une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile.
Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif de chauffage additionnel comportant des éléments chauffants à résistances électriques, par exemple des résistances à coefficient de température positif (CTP), qui permettent de produire rapidement de la chaleur dans les véhicules, notamment lorsque l'on souhaite chauffer rapidement l'habitacle.
Des dispositifs de chauffage de ce type comportent un corps de chauffe comprenant des éléments d'échange thermique pouvant diffuser de la chaleur, associés auxdits éléments chauffants. Ces dispositifs de chauffage additionnels comportent également des moyens de connexion qui permettent le raccordement électrique des éléments chauffants à un réseau électrique source embarqué sur le véhicule, pour l'alimentation électrique des éléments chauffants, et des moyens de connexion qui permettent la fixation mécanique du dispositif de chauffage additionnel à l'installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation.
On a illustré sur la figure 1 un dispositif de chauffage électrique apte à être inséré selon l'état de la technique dans une conduite de ventilation, chauffage et/ou climatisation pour chauffer un flux d'air le traversant par dissipation de chaleur. Ce dispositif de chauffage comporte deux modules chauffants, à savoir un premier module chauffant 100 qui comporte un ensemble de deux éléments aptes à échanger de la chaleur 102 entre lesquels est disposé un élément résistif CTP103 et un deuxième module chauffant 104 qui comporte un ensemble de trois éléments aptes à échanger de la chaleur 106 entre lesquels sont disposés des éléments résistifs CTP105 et CTP107. Chaque élément apte à échanger de la chaleur 106 est prolongé à l'une de ses extrémités par un moyen de raccordement tel qu'un terminal de connexion 108 qui permet le raccordement à un réseau électrique du véhicule pour l'alimentation électrique du dispositif de chauffage.
Ce type de dispositif de chauffage est raccordé au réseau électrique du véhicule par l'intermédiaire d'un connecteur, ici non représenté, à cinq voies, 5 c'est-à-dire un connecteur dans lequel on prévoit cinq logements de réception du moyen de raccordement, pour le raccordement selon le schéma électrique illustré sur la figure 2. On constate que ce type de connectique à cinq voies se généralise, notamment pour raccorder à un réseau électrique ou à une batterie des dispositifs de chauffage sans électronique embarquée, et que ceci est î o particulièrement adapté pour des applications nécessitant une puissance de 1000 W ou moins. Par exemple, dans l'exemple illustré de l'art antérieur, le premier module chauffant peut dégager une puissance de 330 W tandis que le deuxième module chauffant peut dégager une puissance de 660 W, de sorte que le dispositif de chauffage additionnel peut dégager une puissance maximale
15 d'environ 1000 W.
Le fabricant de dispositif de chauffage additionnel de ce type se retrouve confronté au problème de conformité au connecteur à cinq voies, standard, largement imposé par les constructeurs automobiles, ce qui limitait la puissance dégagée pour réchauffer l'air traversant la conduite dans lequel est placé le
20 dispositif de chauffage.
La présente invention vise notamment à proposer, dans ce contexte de standardisation des connecteurs à cinq voies, un dispositif de chauffage apte à fournir une chaleur supérieure, sans pour autant modifier la taille des dissipateurs thermiques utilisés.
25 La présente invention concerne un module chauffant pour un dispositif de chauffage électrique, comportant au moins deux éléments aptes à produire de la chaleur et au moins trois électrodes, chacun de ces éléments aptes à produire de la chaleur étant disposé entre deux électrodes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux moyens de raccordement associés chacun à une électrode
30 respective, qui permettent de raccorder ces électrodes à un réseau électrique, au moins une des électrodes raccordée à un moyen de raccordement étant reliée par un moyen de connexion électrique à une électrode qui n'est pas reliée à un moyen de raccordement, de manière à porter ces deux électrodes au même potentiel électrique.
De préférence, une électrode est disposée entre deux éléments aptes à produire de la chaleur, chacun de ces éléments aptes à produire de la chaleur 5 étant disposé entre l'électrode centrale et une électrode extérieure.
Le module chauffant selon l'invention peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison :
- le moyen de connexion électrique et les terminaux de raccordement sont respectivement disposés à des extrémités opposées du module chauffant ;
î o - les au moins deux électrodes raccordées auxdits au moins deux moyens de raccordement associés sont adjacentes ;
- les au moins deux électrodes reliées par ledit moyen de connexion électrique ne sont pas adjacentes ;
- le module chauffant comporte deux éléments aptes à produire de la chaleur, 15 trois électrodes, et deux moyens de raccordement associés respectivement à une électrode extérieure et à une électrode centrale afin de raccorder ces deux électrodes à un réseau électrique, l'électrode extérieure étant reliée par un moyen de connexion électrique à l'électrode qui n'est pas reliée à un moyen de raccordement, de manière à porter ces deux électrodes au même potentiel 20 électrique ;
- le module chauffant comprend au moins trois éléments aptes à échanger de la chaleur avec le flux d'air traversant le module chauffant, ces trois éléments étant chacun associés à une électrode ;
- chaque électrode est disposée sur au moins une partie d'au moins un côté de 25 l'élément apte à échanger de la chaleur auquel elle est associée ;
- chaque électrode s'étend de manière à définir les côtés de l'élément apte à échanger de la chaleur auquel elle est associée.
L'invention concerne également un dispositif de chauffage comportant au moins un module chauffant tel qu'il vient d'être présenté.
30 Le dispositif de chauffage selon l'invention peut comporter en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison : - le dispositif de chauffage comporte une pluralité de modules chauffants, parmi lesquels au moins un de ces modules chauffants comporte une électrode de plus qu'il ne comporte de moyens de raccordement ;
- le dispositif de chauffage comprend un premier module chauffant qui comporte 5 trois électrodes et trois moyens de raccordement associés chacun à une électrode, et un deuxième module chauffant qui comporte trois électrodes et uniquement deux moyens de raccordement ;
- le dispositif de chauffage comporte un cadre apte à recevoir les modules chauffants, ledit cadre comportant une paroi de fond, ledit moyen de connexion î o électrique étant rendu solidaire de la paroi de fond de manière à ce que deux électrodes soient raccordées par l'intermédiaire de ce moyen de connexion électrique lorsque les modules chauffants sont disposés dans le cadre ;
- le moyen de connexion électrique prend la forme d'une lame métallique ;
- le moyen de connexion électrique est noyé partiellement dans la paroi de fond 15 du cadre.
Il est notamment avantageux de prévoir un dispositif de chauffage dans lequel un premier module chauffant comporte trois électrodes, trois éléments aptes à échanger de la chaleur et trois moyens de raccordement, et un deuxième module chauffant qui comporte trois électrodes, trois éléments aptes à échanger
20 de la chaleur, et uniquement deux moyens de raccordement. Ainsi, on sait s'adapter au connecteur cinq voies standard dans l'industrie automobile, tout en augmentant le nombre d'éléments aptes à échanger de la chaleur prévus et donc la quantité de chaleur dégagée par le dispositif de chauffage.
Le dispositif de chauffage selon l'invention peut également comporter en
25 outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison :
- le au moins un module chauffant s'étend, lorsqu'il est disposé dans le cadre, selon une direction d'extension générale entre une première extrémité et une deuxième extrémité ;
- la direction d'extension générale dudit au moins un module chauffant est 30 sensiblement longitudinale ;
- ledit au moins un élément apte à produire de la chaleur est un élément résistif ;
- ledit au moins un élément apte à produire de la chaleur est un élément résistif de type à coefficient de température positif (CTP) ; - ledit au moins un élément apte à produire de la chaleur est un élément résistif de type à coefficient de température positif (CTP) disposé dans ou sur un support tel qu'un barreau ;
- ledit au moins un élément associé qui est apte à échanger de la chaleur est un 5 élément radiant ;
- ledit au moins un élément apte à produire de la chaleur est disposé entre deux éléments aptes à échanger de la chaleur ;
- chaque électrode s'étend de manière à définir les côtés de l'élément apte à échanger de la chaleur auquel elle est associée, l'ensemble ainsi formé î o présentant sensiblement la forme d'un parallélépipède.
L'invention concerne également un ensemble de ventilation, chauffage et/ou climatisation, comportant notamment un dispositif de chauffage électrique tel qu'il vient d'être décrit, associé à un connecteur cinq voies pour le raccordement à un réseau électrique pour l'alimentation électrique du dispositif de chauffage.
15 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels :
- les figures 1 et 2 sont des représentations schématiques de la structure et du branchement électrique de modules chauffants selon l'état de la technique, tels qu'ils ont déjà été évoqués en présentation de l'invention ;
20 - la figures 3, 4a et 4b sont des représentations similaires à celles des figures 1 et 2, cette fois d'un dispositif de chauffage selon un mode de réalisation de l'invention, dans lequel un premier module chauffant présente une particularité par rapport à l'état de l'art ;
- la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif de chauffage selon 25 l'invention, dans lequel est rendu partiellement visible un module chauffant, et un connecteur à cinq voies pour le raccordement du dispositif de chauffage à un réseau électrique source ici non représenté ;
- la figure 6 est une vue en perspective d'un module chauffant selon un mode de réalisation de l'invention, comportant trois éléments aptes à
30 échanger de la chaleur et deux moyens de raccordement, les deux éléments aptes à échanger de la chaleur extérieurs étant raccordés par un moyen de connexion électrique ; - et la figure 7 est une vue de côté en coupe, d'une installation de ventilation, chauffage, et/ou climatisation selon l'invention dans lequel un boîtier loge des modules chauffants pour leur raccordement à un connecteur à cinq voies et pour leur disposition en travers d'une conduite de circulation d'air. 5 On se réfère aux figures 3 à 7 pour décrire successivement un ensemble de modules chauffants selon l'invention et leur raccordement électrique spécifique (figures 3, 4a et 4b), un dispositif de chauffage électrique selon l'invention (figure 5 et 6) et un ensemble de ventilation, chauffage et/ou climatisation comportant un tel dispositif de chauffage (figure 7).
î o La figure 3 illustre un mode de réalisation de l'invention, spécifique dans le nombre de modules chauffants et le nombre d'éléments aptes à échanger de la chaleur que comporte chacun de ces modules chauffants. Le dispositif de chauffage 2 dans ce mode de réalisation comporte deux modules chauffants 4, 6 aptes à s'étendre dans un conduit traversé par un flux d'air à réchauffer.
15 Un premier module chauffant 4 comporte trois éléments aptes à échanger de la chaleur 8, 10, 12 superposés les uns sur les autres, et des électrodes associées à chacun des éléments aptes à échanger de la chaleur 8, 10, 12. Chacune de ces électrodes est prolongée par une languette 14 formant à une extrémité proximale 1 6 du module chauffant, un moyen de raccordement, chaque
20 languette 14 étant apte à être connectée au réseau électrique du véhicule.
Les électrodes et les éléments aptes à échanger de la chaleur qui leur sont associés sont à des potentiels électriques différents de sorte qu'un courant électrique peut circuler à travers une pierre à effet de coefficient de température positif (CTP) placée entre deux éléments aptes à échanger de la chaleur voisins
25 et formant un élément résistif. Par une pierre à effet CTP, on comprend qu'il peut s'agir indifféremment d'une unique pierre s'étendant sur toute la longueur des éléments aptes à échanger de la chaleur, ou d'une multitude de pierres écartées les unes des autres et logées dans le même plan. Le premier module chauffant 4 comporte de la sorte deux éléments résistifs 18 et 20.
30 Un deuxième module chauffant 6 comporte également trois éléments aptes à échanger de la chaleur 22, 24 et 26 associés à trois électrodes respectives, et deux éléments résistifs 28 et 30 et il diffère du premier module chauffant 4 en ce que seulement deux moyens de raccordement 32 sont disposés à l'extrémité proximale 34 du module chauffant 6. À l'extrémité distale 36 opposée, le deuxième module chauffant 6 comporte un moyen de connexion électrique 38 apte à maintenir au même potentiel électrique les deux éléments aptes à échanger de la chaleur extérieurs 22 et 26, séparés dans la superposition 5 d'éléments aptes à échanger de la chaleur, par l'élément apte à échanger de la chaleur central 24. Tel que cela est visible sur la figure 3, un des deux éléments 26 aptes à échanger de la chaleur extérieurs qui ne comporte pas de moyen de raccordement est relié par le moyen de connexion électrique 38 à l'autre élément 22 apte à échanger de la chaleur extérieur. Il est notable que dans ce deuxième î o module chauffant 6, on a un élément apte à échanger de la chaleur et donc une électrode de plus que de moyens de raccordement.
Sur les figures 4a et 4b, on a illustré le schéma de raccordement électrique du dispositif selon l'invention, avec plus particulièrement sur la figure 4a le schéma de raccordement du premier module chauffant 4 et sur la figure 4b le
15 schéma de raccordement du deuxième module chauffant 6.
Le premier module chauffant 4 est raccordé à un réseau électrique source de la manière suivante : une première électrode correspondant à l'un des éléments aptes à échanger de la chaleur extérieurs est reliée à un premier potentiel P1 et une deuxième électrode correspondant à l'élément apte à
20 échanger de la chaleur central est reliée à un deuxième potentiel P2, de manière à créer un courant électrique circulant entre les deux électrodes et passant notamment par l'élément résistif correspondant 18 formé par les pierres, de manière à réaliser un dégagement de chaleur apte à réchauffer l'air traversant le conduit. La différence de potentiel électrique entre la deuxième électrode et une
25 troisième électrode, correspondant à l'autre élément apte à échanger de la chaleur extérieur et portée à un troisième potentiel P3, permet de façon similaire de créer un courant traversant l'élément résistif correspondant 20 formé par les pierres.
Le schéma de raccordement électrique correspondant au deuxième module 30 chauffant 6 diffère du schéma de raccordement électrique du premier module chauffant 4 en ce que les éléments résistifs 28 et 30 sont disposés en parallèle, de manière à ne nécessiter que deux points de raccordement électriques. Les deux électrodes correspondant aux deux éléments aptes à échanger de la chaleur extérieurs sont portées au même potentiel électrique, par l'intermédiaire d'une seule connexion au réseau électrique source, et d'un moyen de connexion électrique 38 entre elles.
On comprend à la lecture de ces schémas électriques que l'on pourra 5 activer les éléments résistifs 18 et 20 du premier module chauffant 4 indépendamment, tandis que les éléments résistifs 28 et 30 du deuxième module chauffant 6 seront toujours activés en même temps. Dès lors, un dispositif de chauffage comportant deux modules chauffants 4, 6 tels que décrit pourra délivrer, selon l'activation de tel ou tel élément résistif, une puissance î o correspondant à la puissance d'un module chauffant (on active l'un des éléments résistifs du premier module chauffant), de deux modules chauffants (on active soit les deux éléments résistifs du premier module chauffant, soit le deuxième module chauffant), ou de quatre modules chauffants (on active tout).
On comprend que dans le deuxième module chauffant 6, le nombre
15 d'éléments aptes à échanger de la chaleur est supérieur au nombre de moyens de raccordement. Dans l'exemple illustré, chaque module chauffant comporte trois éléments aptes à échanger de la chaleur, mais on comprendra que le nombre d'éléments aptes à échanger de la chaleur pourrait être plus élevé, étant entendu que dans au moins l'un des modules chauffants que comporte un
20 dispositif de chauffage selon l'invention, le nombre de moyens de raccordement sera inférieur au nombre d'éléments aptes à échanger de la chaleur, notamment pour pouvoir s'adapter à des connecteurs spécifiques.
La figure 5 illustre un dispositif de chauffage 2 de type électrique destiné à réchauffer un flux d'air. Ce type de radiateur électrique est utilisé dans les
25 véhicules automobiles pour faire un appoint de chaleur pratiquement immédiat. Il est habituellement placé transversalement dans la veine d'air principale de l'installation de sorte à transformer l'énergie électrique prélevée sur le véhicule en énergie thermique restituée dans l'air traversant l'installation de climatisation. Dans l'exemple illustré, le dispositif de chauffage ne comprend pas de module
30 électronique de commande, et l'on peut prévoir de localiser ailleurs sur le véhicule la gestion de commande de ce radiateur électrique.
Ce dispositif est constitué d'un corps de chauffe 40 et d'une interface de raccordement 42 apte à être reliée à un connecteur 44, ici un connecteur à cinq voies, pour relier électriquement le dispositif de chauffage à l'alimentation sur le véhicule.
Le corps de chauffe 40 est constitué d'un cadre 46 en plastique, par exemple en polypropylène ou en polyamide, à l'intérieur duquel sont intégrés des 5 modules chauffants 4, 6, un seul étant rendu visible sur la figure 5.
Le connecteur 44 comporte notamment un bord d'accostage 48 et un fourreau 50 de connexion à l'alimentation électrique en provenance du véhicule. Le bord d'accostage 48 permet de maintenir solidement le radiateur électrique en position dans l'installation de ventilation, chauffage et ou climatisation.
î o La figure 6 montre un module chauffant 6 selon un mode de réalisation de l'invention. Ce module chauffant 6 comprend trois électrodes conductrices 52, 54 et 56 qui s'étendent longitudinalement. Chacune de ces électrodes 52, 54, 56 présente une forme générale en « C » dans son plan longitudinal avec leurs deux extrémités longitudinales 58 et 60 repliées transversalement. L'extrémité
15 référencée 58 est prolongée longitudinalement pour former une languette 62 partie d'un terminal de raccordement 32 tel que décrit précédemment par rapport à la figure 3.
La forme en « C » des électrodes 52, 54, 56 permet d'enfermer un ruban métallique replié sur lui-même à intervalle régulier de sorte à former un élément
20 apte à échanger de la chaleur 22, 24, 26. Pour des raisons de clarté, les éléments aptes à échanger de la chaleur 22, 24, 26 ne sont représentés que partiellement, la partie non représentée étant identique à la représentation apparente sur la figure. Les électrodes 52, 54, 56 enserrent les éléments aptes à échanger de la chaleur 22, 24, 26 pour que ceux-ci viennent en appui contre des pierres à effet
25 CTP (Coefficient de Température Positif) 28 et 30. Dans l'exemple représenté sur cette figure, on constate que le module chauffant 6 comporte deux ensembles de six pierres à effet CTP 28 espacées les unes des autres par un léger intervalle. Les pierres à effet CTP sont maintenues collées sur les éléments aptes à échanger de la chaleur au moyen d'une colle thermique mais suffisamment forte
30 pour octroyer un contact électrique entre l'élément apte à échanger de la chaleur et la pierre a effet CTP. Il faut noter que les électrodes et les éléments aptes à échanger de la chaleur qui leur sont dédiées sont à des potentiels électriques différents de sorte à alimenter électriquement la pierre 28 à effet CTP. Selon l'invention, et tel que cela est particulièrement visible sur la figure 6, on peut remarquer qu'une électrode 56 n'est pas prolongée par une languette, contrairement aux deux autres électrodes 52, 54. Cette électrode 56 non prolongée par une languette correspond à un des éléments aptes à échanger de 5 la chaleur extérieurs 22, c'est-à-dire un des éléments aptes à échanger de la chaleur entourant l'élément apte à échanger de la chaleur central 24. Cette électrode 56 est raccordée à l'électrode 52 correspondant à l'autre élément apte à échanger de la chaleur extérieur 26 par une pièce métallique, formant un moyen de connexion électrique 38 pour raccorder au même potentiel électrique ces deux î o électrodes 52, 54. Le moyen de connexion électrique 38 est disposé à l'extrémité proximale 36 du module chauffant 6, en présentant une courbure apte à permettre le raccordement des deux éléments aptes à échanger de la chaleur extérieurs 22, 26 sans contact avec l'élément apte à échanger de la chaleur 24.
En s'appuyant sur l'illustration de la figure 7, on va maintenant décrire un
15 mode de réalisation de l'invention dans une application préférée, avec un cadre 46 logeant les modules chauffants 4, 6, inséré dans une ouverture 64 formée dans la paroi 66 d'un conduit d'une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation.
Le cadre 46 est réalisé en un matériau spécifique, léger, mais 20 suffisamment résistant, par exemple en une matière plastique, type polypropylène ou polyamide. Le cadre 46 comporte une paroi de fond 68, en regard de laquelle sont disposées les extrémités distales 36 des modules 4, 6, et il comporte des parois transversales ajourées de manière à ce que le dispositif de chauffage puisse être traversé par l'air présent dans la conduite dans laquelle le boîtier est 25 inséré.
Une lame métallique 70 est rapportée sur la paroi de fond 68, pour former le moyen de connexion électrique 38 permettant le raccordement électrique des deux éléments aptes à échanger de la chaleur 22 et 26 disposés de part et d'autre de l'élément apte à échanger de la chaleur central 24 de l'empilement. Il 30 est intéressant que la lame 70 soit partiellement noyée dans l'épaisseur de la paroi de fond 66, et que seules les deux extrémités de la lame 70 dépassent en saillie de cette paroi 66 pour former des plots de contact électrique 72 en regard uniquement des éléments aptes à échanger de la chaleur 22, 26 à mettre au même potentiel.
On comprend que le cadre 46 permet d'une part la tenue des modules chauffants les uns par rapport aux autres et donc le positionnement correct des 5 moyens de raccordement par rapport au connecteur au réseau électrique, et d'autre part la fixation de la lame formant le moyen de connexion électrique de deux éléments aptes à échanger de la chaleur entre eux. Toutefois, on pourrait prévoir de se passer du cadre, au moins pour la paroi de fond porteuse de la lame, et de rendre cette lame solidaire directement du conduit dans lequel les î o modules chauffants sont logés, ou bien de souder la lame sur les électrodes associées aux éléments aptes à échanger de la chaleur à raccorder.
La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixés et notamment de proposer un dispositif de chauffage additionnel électrique, qui permette, pour un type de connecteur 15 associé donné, de délivrer une puissance de chauffage qui soit supérieure à celle délivrée par les dispositifs de chauffage de l'art antérieur.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Module chauffant (6) pour un dispositif de chauffage électrique, comportant au moins deux éléments aptes à produire de la chaleur (28, 30) et au moins trois
5 électrodes (52, 54, 56), chacun de ces éléments aptes à produire de la chaleur (28, 30) étant disposé entre deux électrodes (52, 54, 56), caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux moyens de raccordement (32) associés chacun à une électrode respective (52, 54), qui permettent de raccorder ces électrodes (52, 54) à un réseau électrique, au moins une des électrodes (52) raccordée à un moyen î o de raccordement (32) étant reliée par un moyen de connexion électrique (38) à une électrode (56) qui n'est pas reliée à un moyen de raccordement (32), de manière à porter ces deux électrodes (52, 56) au même potentiel électrique.
2. Module chauffant (6) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen 15 de connexion électrique (38) et les terminaux de raccordement (32) sont respectivement disposés à des extrémités opposées du module chauffant (6).
3. Module chauffant (6) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les au moins deux électrodes (52, 54) raccordées auxdits au moins deux
20 moyens de raccordement (32) associés sont adjacentes.
4. Module chauffant (6) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les au moins deux électrodes (52, 56) reliées par ledit moyen de connexion électrique (38) ne sont pas adjacentes.
25
5. Module chauffant (6) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux éléments aptes à produire de la chaleur (28, 30), trois électrodes (52, 54, 56), et deux moyens de raccordement (32) associés respectivement à une électrode extérieure (52) et à une électrode centrale (54)
30 afin de raccorder ces deux électrodes (52, 54) à un réseau électrique, l'électrode extérieure (52) étant reliée par un moyen de connexion électrique (38) à l'électrode (56) qui n'est pas reliée à un moyen de raccordement, de manière à porter ces deux électrodes (52, 56) au même potentiel électrique.
6. Module chauffant (6) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce 5 qu'il comprend au moins trois éléments (22, 24, 26) aptes à échanger de la chaleur avec le flux d'air traversant le module chauffant (6), ces trois éléments (22, 24, 26) étant chacun associés à une électrode (52, 54, 56).
7. Module chauffant (6) selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque î o électrode (52, 54, 56) est disposée sur au moins une partie d'au moins un côté de l'élément (22, 24, 26) apte à échanger de la chaleur auquel elle est associée.
8. Module chauffant (6) selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque électrode (52, 54, 56) s'étend de manière à définir les côtés de l'élément (22, 24,
15 26) apte à échanger de la chaleur auquel elle est associée.
9. Dispositif de chauffage (2) comportant au moins un module chauffant (6) selon l'une des revendications précédentes.
20 10. Dispositif de chauffage (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de modules chauffants (4, 6), parmi lesquels au moins un de ces modules chauffants (6) comporte une électrode (56) de plus qu'il ne comporte de moyens de raccordement (32).
25 1 1 . Dispositif de chauffage (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend un premier module chauffant (4) qui comporte trois électrodes et trois moyens de raccordement (14) associés chacun à une électrode, et un deuxième module chauffant (6) qui comporte trois électrodes (52, 54, 56) et uniquement deux moyens de raccordement (32).
30
12. Dispositif de chauffage (2) selon l'une des revendications 9 à 1 1 , caractérisé en ce qu'il comporte un cadre (46) apte à recevoir les modules chauffants (4, 6), ledit cadre (46) comportant une paroi de fond (68), ledit moyen de connexion électrique (38) étant rendu solidaire de la paroi de fond de manière à ce que deux électrodes soient raccordées par l'intermédiaire de ce moyen de connexion électrique (38) lorsque les modules chauffants (4, 6) sont disposés dans le cadre (46).
5
13. Dispositif de chauffage (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de connexion électrique (38) prend la forme d'une lame métallique. î o
14. Dispositif de chauffage (2) selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que le moyen de connexion électrique (38) est noyé partiellement dans la paroi de fond (68) du cadre (46).
15. Ensemble de ventilation, chauffage et/ou climatisation, comportant notamment 15 un dispositif de chauffage (2) selon l'une des revendications 9 à 14, associé à un connecteur cinq voies (44) pour le raccordement à un réseau électrique pour l'alimentation électrique du dispositif de chauffage.
20
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