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Title:
HEAT EXCHANGER-ACCUMULATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/212198
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a heat exchanger comprising a first free space (7) for a first fluid (3), a thermally conductive wall (11) which, at least locally, delimits said first free space (7), in such a way that an exchange of heat can occur between the first fluid and the thermally conductive wall (11) which is hollow and encloses a material (13) for storing thermal energy by accumulation of latent heat, by heat exchange with at least the first fluid. The first free space (7) is divided into at least two separated channels (7a, 7b) in which two streams of the first fluid (3) can circulate at the same time but separately, the thermally conductive wall (11) which encloses the thermal energy storage material (13) being interposed between the two channels (7a, 7b).

Inventors:
CHOPARD FABRICE (FR)
CHAUVET BORIS (FR)
Application Number:
PCT/FR2017/051482
Publication Date:
December 14, 2017
Filing Date:
June 09, 2017
Export Citation:
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Assignee:
HUTCHINSON (FR)
International Classes:
F28D9/00; F28D20/02; F28F3/04; F28F9/00; F01M5/02; F01P7/00; F28D20/00; F28D21/00
Domestic Patent References:
WO2010150774A12010-12-29
WO1989000664A11989-01-26
Foreign References:
FR3025873A12016-03-18
FR3025596A12016-03-11
US20100307180A12010-12-09
US20100223949A12010-09-09
FR3000188A12014-06-27
JP2006226628A2006-08-31
EP0165179A11985-12-18
EP2690137A12014-01-29
EP2690141A12014-01-29
Attorney, Agent or Firm:
ERNEST GUTMANN - YVES PLASSERAUD SAS - PICHAT THIERRY, DERAMBURE CHRISTIAN, DESAIX ANNE, JOLLY CHRISTOPHE, LEJEUNE ANNE, PERNOT PIERRE, ROBERT MATHIAS, SELLIN CAROLE (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Echangeur thermique comprenant :

- au moins un premier espace libre (7) pour au moins un premier fluide (3),

- au moins une paroi thermiquement conductrice (11 ) qui limite au moins localement ledit au moins un premier espace libre (7), de telle sorte qu'un échange de chaleur puisse intervenir entre ledit premier fluide et ladite au moins une paroi thermiquement conductrice (11 ), laquelle est creuse et renferme un matériau (13) de stockage d'énergie thermique par accumulation de chaleur latente, en échange thermique avec au moins ledit premier fluide, pour disposer d'une fonction de stockage d'énergie thermique,

caractérisé en ce que ledit premier espace libre (7) est, dans l'échangeur, scindé en au moins deux conduits (7a, 7b) séparés où peuvent circuler en même temps mais séparément deux flux du premier fluide (3), la paroi thermiquement conductrice (11 ) qui renferme le matériau (13) de stockage d'énergie thermique étant interposée entre les deux conduits (7a, 7b).

2. Echangeur thermique selon la revendication 1 , pour mettre en œuvre un échange thermique entre ledit premier fluide (3) et un deuxième fluide (5), l'échangeur comprenant en outre pour cela:

- au moins un deuxième espace libre (9) pour le deuxième fluide (5), de telle sorte que lesdits premier et deuxième fluides s'écoulent dans les premier(s) et deuxième(s) espaces libres, respectivement,

- une paroi thermiquement conductrice additionnelle (211 ) sépare entre eux lesdits premier et deuxième espaces libres (7,9), de telle sorte que l'échange de chaleur entre lesdits premier et deuxième fluides ait lieu à travers ladite paroi thermiquement conductrice additionnelle (211 ).

3. Echangeur thermique selon la revendication 2, où la paroi thermiquement conductrice additionnelle (211 ) est une double paroi dans laquelle est défini ledit au moins un deuxième espace libre (9) pour le deuxième fluide (5).

4. Elément en forme générale de plaque polygonale pour la réalisation d'une paroi creuse de l'échangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, qui comprend deux plaques (10b3) identiques, parallèles dont deux bords opposés (29b1 ,29b2) sont pliés dans un même sens et qui présentent chacune des creux (15) en face intérieure et des bosses (17) en face extérieure.

5. Ensemble d'éléments individuels selon la revendication 4, qui comprend plusieurs dits éléments fixés ensemble deux à deux le long des bords (29b1 ,29b2) pliés, pour définir, entre deux faces extérieures de deux éléments disposés face à face, au moins un espace libre pour une circulation d'un fluide (3, 5).

6. Ensemble comprenant :

- l'échangeur thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, et

- un boîtier (183) thermiquement isolant, contenant l'échangeur thermique et pourvu de parois (165,181 ) contenant au moins un isolant thermique (171 ), des volumes (163) collecteur dudit au moins premier fluide (3) étant interposés entre des ouvertures d'extrémité de chaque espace libre (7,9) et certaines au moins des parois (165) du boîtier traversées par des raccordements (169) d'entrée ou de sortie dudit au moins premier fluide (3).

7. Installation de gestion thermique comprenant :

- l'échangeur thermique (1 ,1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ou l'ensemble selon la revendication 6, l'échangeur thermique étant disposé à un croisement entre un premier circuit (6) pour le premier fluide (3) et un deuxième circuit (16) pour le deuxième fluide (5), de sorte que : -- hors de l'échangeur thermique, les premier et deuxième fluides (3,5) circulent indépendamment dans des organes fonctionnels (14,140...) sur lesquels ils agissent ou avec lesquels ils interagissent,

-- dans l'échangeur thermique, le premier fluide (3) puisse circuler dans le(s) premier(s) espace(s) libre(s) (7) et le deuxième fluide (5) puisse circuler dans le(s) deuxième(s) espace(s) libre(s) (9),

- des moyens (12,143,217) de circulation des premier et deuxième fluides (3,5), dans respectivement les premier et deuxième circuit

(6,16),

- au moins une vanne (251 ) placée au moins sur le deuxième circuit (16) du deuxième fluide (5), pour :

-- à un premier moment (T1 ) de fonctionnement de l'installation, laisser le premier fluide (3) circuler seul dans l'échangeur thermique (1 ,1 ), sans le deuxième fluide (5), et

-- à un deuxième moment (T2) de fonctionnement de l'installation, laisser les premier et deuxième fluides (3,5) circuler ensemble dans l'échangeur thermique.

8. Installation selon la revendication 7 où, à travers ladite paroi thermiquement conductrice additionnelle (211 ), on place en échange thermique direct, sans interposition de matériau (13) de stockage d'énergie thermique, les premier et deuxième fluides (3,5).

Description:
ECHANGEUR STOCKEUR D'ENERGIE THERMIQUE

La présente invention concerne le domaine de la gestion thermique.

Sont concernés en particulier :

- un échangeur thermique pour mettre en œuvre un échange d'énergie thermique avec au moins un premier fluide ou entre un premier fluide et un deuxième fluide,

- un élément en forme générale de plaque polygonale pour la réalisation d'une paroi creuse de cet échangeur thermique,

- un premier ensemble comprenant plusieurs tels éléments assemblés,

- un second ensemble comprenant l'échangeur thermique précité, avec tout ou partie de ses caractéristiques, et un boîtier thermiquement isolant qui le contient,

- et une installation de gestion thermique pourvue dudit échangeur.

Les publications de demandes de brevet EP165179 et WO1989000664 proposent respectivement un échangeur à plaques et un échangeur tubulaire.

Est donc connu un échangeur thermique comprenant :

- au moins un premier espace libre pour un (premier) fluide,

- au moins une (première) paroi thermiquement conductrice qui :

-- limite au moins localement ledit au moins un premier espace libre, de telle sorte qu'un échange de chaleur puisse intervenir entre ledit premier fluide, et

- est creuse et renferme un matériau de stockage d'énergie thermique par accumulation de chaleur latente (tel du MCP), en échange thermique avec au moins ledit premier fluide, pour disposer ainsi d'une fonction de stockage d'énergie thermique.

II peut dans ce cadre se trouver qu'un fluide, tel ici ledit premier fluide, ait dans l'échangeur davantage à attendre, en termes de changement de température, du matériau de stockage d'énergie thermique que d'un échange avec un autre fluide. En outre, la gestion thermique optimisée d'une installation, et chercher à éviter de perdre inutilement de l'énergie thermique, sont des considérations à prendre en compte.

Dans ce cas, il est proposé que ledit premier espace libre soit, dans l'échangeur, scindé en au moins deux (sous-)conduits où pourront circuler en même temps les deux flux (a priori globalement parallèles) du premier fluide, la paroi thermiquement conductrice qui renferme le matériau de stockage d'énergie thermique étant alors interposée entre lesdits deux (sous-)conduits.

Il peut alors en outre se présenter qu'à un moment donné ce premier fluide soit en situation de libérer, ou en nécessité d'avoir à libérer, une énergie thermique dont ultérieurement un deuxième fluide peut avoir besoin, et/ou que certains fluides soient à un moment à chauffer et à un autre moment à refroidir.

C'est dans ce cadre qu'il est ici proposé de mettre en œuvre un échange thermique entre de tels premier et deuxième fluides, en proposant que l'échangeur comprenne en outre:

- au moins un deuxième espace libre pour le deuxième fluide, de telle sorte que lesdits premier et deuxième fluides s'écoulent dans les premier(s) et deuxième(s) espaces libres, respectivement, - et une paroi thermiquement conductrice additionnelle séparant entre eux lesdits premier et deuxième espaces libres, de telle sorte que l'échange de chaleur entre les deux fluides ait lieu à travers ladite paroi thermiquement conductrice additionnelle.

A priori, cette paroi thermiquement conductrice additionnelle sera dépourvue de matériau de stockage d'énergie thermique.

Et pour optimiser aussi échanges thermiques, fabrication et utilisation, il est proposé que la paroi thermiquement conductrice additionnelle soit aussi creuse, donc sous la forme d'une double paroi dans laquelle sera défini ledit au moins un deuxième espace libre pour le deuxième fluide.

Pour fabriquer les éléments de l'échangeur, il est proposé par ailleurs de partir de plaques métalliques plane, les emboutir pour y former des creux, remplir avec le matériau de stockage d'énergie thermique les creux de l'une des plaques, et coiffer le tout avec l'autre plaque, puis fixer a priori en soudant.

Aucun besoin de conteneur pour le matériau de stockage ni d'autres pièces de fermeture des creux, ou volumes de réception de ce matériau.

Lorsque l'on mentionne que l'échangeur comprend des plaques à face intérieure présentant des creux, il pourrait ne s'agir que d'une seule plaque repliée sur elle-même.

Pour favoriser la rigidité des plaques tout en tirant parti de zones en bosses et creux alors formées, il est aussi proposé que lesdites plaques comprennent des plaques ondulées définissant des canaux allongés formant les creux où sont disposées desdites parties du matériau de stockage d'énergie thermique.

Il s'agira là encore d'une réalisation ergonomique, assez simple, pouvant être obtenue par emboutissage de plaques métalliques. Au maximum deux plaques, sans conteneur à MCP, suffiront.

Une telle solution permettra de guider le fluide dans son espace libre de circulation, à deux étages différents de l'échangeur, typiquement dans lesdits premier et deuxième espaces libres de circulation des fluides.

En tant que matériau(x) de stockage d'énergie thermique, on prévoira donc favorablement l'utilisation d'(au moins) un matériau MCP. En alternative, il est possible, bien que jugé non préférable ici, d'utiliser un dispositif opérant sur la base de réactions thermochimiques réversibles que prévues dans la technologie TCS. A toute fin, il est confirmé qu'un matériau à changement de phase, MCP, PCM en anglais, désigne un matériau capable de changer d'état physique, par exemple entre liquide et solide, dans une plage de température comprise par exemple entre -50°C et 180°C. Le transfert thermique s'opère par utilisation de sa Chaleur Latente.

Le(s) matériau(x) thermiquement isolant(s) ci-après mentionnés pourra(ont) être un isolant « simple » comme de la laine de verre, ou une mousse, par exemple de polyuréthane, ou un matériau thermiquement isolant poreux disposé dans une enveloppe sous vide, pour définir au moins un panneau isolant, PIV.

Par « PIV », on entend une structure sous « atmosphère contrôlée », c'est-à-dire soit remplie par un gaz ayant une conductivité thermique inférieure à celle de l'air ambiant (26mW/m.K), ou sous une pression inférieure à 10 5 Pa.

La paroi creuse renfermant le matériau de stockage d'énergie thermique, et de préférence plus généralement l'échangeur en lui- même, pourrai(en)t être en matériau flexible, de préférence caoutchouteux, de façon à s'adapter alors aux formes et emplacements des applications auxquelles l'échangeur/stockeur sera destiné.

Notamment dans ce cas, ladite paroi creuse, et de préférence de nouveau l'échangeur en lui-même, pourra(ont) être tubulaire.

Des applications à des durites et autres canalisations dans des véhicules notamment sont prévues, y compris dans des zones exiguës et là où le poids peut être un critère majeur.

Une telle réalisation pourrait se faire à partir d'une forme en plaque plane souple roulée sur elle-même sensiblement en cylindre et fixée à elle-même à ses extrémités enroulées pour obtenir un tube fermé latéralement. Des raccords, différenciés pour chaque fluide, permettraient les entrées et sorties desdites premier et second fluides. Au centre pourrait circuler un troisième fluide qui pourra aussi être en échange thermique avec le premier ou second fluide périphérique qui circulera radialement le plus près de lui.

De façon générale, pour un standard industriel de fabrication de l'élément prévu pour la réalisation d'une paroi creuse de l'échangeur thermique précité, avec tout ou partie de ses caractéristiques, une solution prévoit un élément qui comprend deux plaques identiques, parallèles dont deux bords opposés sont pliés dans un même sens et qui présentent chacune des creux en face intérieure et des bosses en face extérieure.

Dans un cas dudit matériau de stockage sera logé dans les creux face à face des plaques, dans un autre cas le volume inter- plaques sera laissé vide.

Avec les éléments précités, on pourra en outre réaliser un ensemble où ces éléments, empilés, seront donc fixés ensemble deux à deux le long des bords pliés, pour définir entre deux faces extérieures de deux éléments disposés face à face, au moins un espace libre fluidique.

Ainsi, on pourra réaliser un échangeur modulaire, avec des modules élémentaires faciles à fabriquer, en série, typiquement par emboutissage de fines plaques métalliques légères.

Est encore concerné un autre ensemble comprenant :

- l'échangeur thermique en cause, et

- un boîtier thermiquement isolant, contenant cet échangeur thermique et pourvu de parois contenant au moins un isolant thermique, des volumes collecteur dudit au moins premier fluide étant interposés entre des ouvertures d'extrémité de chaque espace libre et certaines au moins des parois du boîtier traversées par des raccordements d'entrée ou de sortie dudit au moins premier fluide. Les parois contenant l'isolant thermique seront à structure PIV si l'on vise un bon compromis performance thermique/poids/ encombrement.

Est aussi concerné une installation de gestion thermique comprenant :

- l'échangeur thermique précité, avec tout ou partie d ses caractéristiques, cet échangeur étant disposé à un croisement entre un premier circuit pour le premier fluide et un deuxième circuit pour le deuxième fluide, de sorte:

-- qu'hors de l'échangeur thermique, les premier et deuxième fluides circulent indépendamment dans des organes fonctionnels (sur un moteur thermique, par exemple des cylindres, un radiateur air/eau, une culasse...) sur lesquels l'un et/ou l'autre des fluides agissent ou avec lesquels ils interagissent,

-- et que dans l'échangeur thermique, le premier fluide puisse circuler dans le(s) premier(s) espace(s) libre(s) et le deuxième fluide puisse circuler dans le(s) deuxième(s) espace(s) libre(s),

- des moyens (tels qu'une ou plusieurs pompes) de circulation des premier et deuxième fluides, dans respectivement les premier et deuxième circuits, et

- au moins une vanne placée au moins sur le deuxième circuit du deuxième fluide, pour :

-- à un premier moment (T1 ) de fonctionnement de l'installation, laisser le premier fluide circuler seul dans l'échangeur thermique, sans le deuxième fluide, et

-- à un deuxième moment (T2) de fonctionnement de l'installation, laisser les premier et deuxième fluides circuler ensemble dans l'échangeur thermique.

Dans cette installation on pourra préférer qu'à travers ladite paroi thermiquement conductrice additionnelle les premier et deuxième fluides soient placés en échange thermique direct, sans interposition entre eux de matériau de stockage d'énergie thermique.

Si nécessaire, l'invention sera encore mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels :

- la figure 1 est un schéma d'un échangeur/stockeur conforme à l'invention, en vue avec arrachement ; la figure 6 en est une vue éclatée,

- les figures 3 et 5 sont chacune une vue d'un élément en forme générale de plaque polygonale pouvant définir en élévation la moitié d'un étage de l'échangeur (respectivement doubles parois 1 1 et 21 1 ci-après),

- les figures 2 et 4 sont des coupes suivant les lignes respectivement 11-11 et IV-IV, et

- les figures 7,8 schématisent deux applications où peuvent être utilisés les échangeurs précités.

Sur la figure 1 notamment, on voit donc un exemple d'échangeur thermique 1 permettant un échange d'énergie thermique entre un premier fluide 3 et un deuxième fluide 5, qui peuvent être liquides et/ou gazeux respectivement.

L'échangeur 1 comprend :

- au moins un premier espace libre 7 pour le premier fluide et au moins un deuxième espace libre 9 pour le deuxième fluide, de telle sorte que ces premier et deuxième fluides s'écoulent dans les premier(s) et deuxième(s) espaces libres, respectivement,

- et au moins une paroi thermiquement conductrice 11 qui sépare entre eux deux espaces libres 7,9 adjacents, de telle sorte que l'échange de chaleur entre les fluides 3,5 ait lieu à travers la (chaque) paroi 11 concernée. L'expression « au moins un ...espace libre » indique de cet espace peut être sous forme d'un ou plusieurs volumes.

Il s'agit d'une situation où l'échangeur 1 , dont on ne voit pas ici le boîtier extérieur de conditionnement (avec les volumes collecteurs 163, les parois latérales 165 traversées par les conduits 169 d'alimentation et couvercles 181 de la figure 6) est adapté à ce que le premier espace libre 7 (étage 270a) soit, dans l'échangeur, scindé en au moins deux sous-conduits 7a,7b où peut circuler en même temps le (premier) fluide 3.

Entre les deux sous-conduits 7a, 7b s'étend, dans l'échangeur, une dite paroi thermiquement conductrice 11 qui renferme le matériau 13 de stockage d'énergie thermique qui est donc interposée entre les deux sous-conduits 7a,7b.

Ainsi, le fluide 3 va se scinder dans l'échangeur en plusieurs flux, ici deux (sous-)flux parallèles (voir flèches figure 10), le matériau intermédiaire 13 (contenant typiquement du MCP) se chargeant en ou libérant de l'énergie thermique, en fonction de la température du fluide 3.

Tous les étages de l'échangeur 1 pourraient être comme l'étage 270a précité.

On pourra toutefois trouver intérêt à ce qu'un second fluide 5 circule aussi dans l'échangeur 1 , en échange thermique avec le (premier) fluide 3 - étage 270b - sans mélange de ces flux, comme dans le cas illustré figure 1 .

II est pour cela proposé:

- que l'échangeur 1 comprenne en outre au moins un deuxième espace libre 9 pour le deuxième fluide 5, de telle sorte que lesdits premier et deuxième fluides 3,5 s'écoulent dans les premier(s) et deuxième(s) espaces libres, respectivement,

- et qu'une paroi 211 thermiquement conductrice additionnelle sépare entre eux un premier et un deuxième espaces libres 7,9 adjacents, de telle sorte que l'échange de chaleur entre les premier et deuxième fluides 3,5 à deux étages adjacents, successifs, 270a, 270b ait lieu à travers cette paroi thermiquement conductrice additionnelle 211 .

Entre deux sous-conduits 7a,7b, où circule le seul premier fluide 3, sera interposé un matériau 13 de stockage d'énergie thermique, tandis que tel ne sera pas le cas entre les premier et deuxième conduits 7,9 où circulent donc respectivement les premier et deuxième fluides 3,5, sans mélange, sensiblement transversalement l'un à l'autre. La paroi double 211 , qui définit entre ces deux parties de paroi le deuxième conduit 9, est donc dépourvue de matériau 13.

Les parois 11 ,211 pourront être métalliques.

Le matériau 13 est en échange thermique avec les deux premiers flux divisés 3a, 3b. Utiliser un ou plusieurs matériau(x) MCP permettra de conjuguer efficacité, poids limité, souplesse dans le choix des formes voire flexibilité.

En tant que choix de ce type de matériau, on pourra en effet prévoir une composition de caoutchouc telle que décrite dans EP2690137 ou dans EP2690141 . En alternative, le matériau pourrait être à base d'acide gras, ou de paraffine.

La, ou chaque paroi 11 présente intérieurement une succession de creux 15 où sont disposées des parties du matériau 13. De préférence, on couplera cela avec, du côté extérieur, une succession de bosses 17 sur cette paroi.

En référence aux figures 2-5, on va maintenant présenter une manière de fabriquer les parois 11 ,211 de là figure 1 .

La paroi 11 de la figure 2 est réalisée comme montré figure 3, à partir de deux plaques 10b3 identiques parallélépipédiques dont les deux bords opposés 29b1 ,29b2 sont pliés (à angle droit) dans un même sens. Les deux plaques sont parallèles. Dans le plan général de chaque plaque, le cadre 31 entoure la partie centrale pourvue des creux 15 et bosses 17, ici encore à la manière d'une tôle ondulée.

Entre les deux plaques 10b3 est interposé, ici sous forme d'une succession de blocs individualisés, du matériau 13.

Pour l'assemblage, l'une des deux plaques est tournée de 180° par rapport à l'autre, autour de l'axe X passant par les deux bords opposés non pliés, avec les bords 29b1 ,29b2 dos à dos. On les assemble alors de façon étanche à l'air (soudure typiquement), par leurs cadres 31 appliqués l'un contre l'autre, après interposition du matériau 13, de façon à obtenir la double paroi 11 de la figure 2.

La paroi 211 de la figure 4 est réalisée comme montré figure 5, à partir des deux plaques 10b3 à bords opposés identiquement pliés.

Rien n'est interposé entre les deux plaques 10b3 parallèles.

Pour l'assemblage, l'une des deux plaques est de nouveau tournée de 180° par rapport à l'autre, autour de l'axe X passant par les deux bords opposés non plié, avec les bords 29b1 ou 29b2 face à face. On les assemble alors de façon étanche à l'air (soudure typiquement), par les extrémités 290 de leurs bords pliés de façon à créer entre les deux plaques le conduit 9.

Si on prévoit la forme en tôle ondulée, les ondulations se croisent alors d'une plaque à l'autre, ce qui augmente favorablement les surfaces d'échange.

Un étage 270b est alors créé. Pour créer un étage 270a adjacent, il suffit de placer parallèlement de façon coaxiale, en les superposant, une double plaque 11 et une double plaque 211 et de fixer alors de façon étanche à l'air (soudure typiquement) les deux longueurs d'extrémités 290 de la première sur les deux bords opposés du cadre 31 qui lui font face. Ainsi, on obtient deux conduits superposés croisés, isolés l'un de l'autre et séparés par une paroi « simple » (sans matériau 13).

Si au-dessus de la double plaque 11 , on place une autre double plaque 211 orientée comme la précédente et toujours fixée par les extrémités 290, on crée alors les deux sous-conduits superposés précités 7a, 7b séparés par la double paroi 11 à matériau 13.

Pour éviter le mélange des fluides 3,5 des languettes 175 forment utilement, dans chaque angle, une arête parallèle à la direction d'empilement A qui permet d'obtenir un échangeur/stockeur multi-étages (voir figure 1 ), ayant une alternance de canaux ou espaces libres 7,9, croisés les uns par rapport aux autres fermés sur deux côtés.

Cet échangeur 1 peut ensuite être placé dans le boîtier 183 comme montré figure 6, pour collecter le(s) fluide(s) en entrée en sortie des plaques d'échanges et pour une isolation thermique périphérique.

Une application opérationnelle de cet échangeur/stockeur pourra être la suivante, comme schématisé figure 7 ou 8 sur une installation de gestion thermique comprenant :

- l'échangeur thermique 1 , à un croisement entre un premier circuit 6 pour le premier fluide 3 et un deuxième circuit 16 pour le deuxième fluide 5, de sorte:

-- que, hors de l'échangeur thermique, les premier et deuxième fluides circulent indépendamment dans des organes fonctionnels (14,140,213) sur lesquels ils agissent ou avec lesquels ils interagissent,

-- et que, dans ledit échangeur, le premier fluide 3 puisse circuler dans le(s) premier(s) espace(s) libre(s) 7 et le deuxième fluide 5 puisse circuler dans le(s) deuxième(s) espace(s) libre(s) 9, - des moyens (12,143,217) de circulation des premier et deuxième fluides, dans respectivement les premier et deuxième circuits (et dans l'échangeur) ,

- et au moins une vanne 251 placée au moins sur le deuxième circuit 16, pour :

-- à un premier moment (T1 ) de fonctionnement de l'installation, laisser le premier fluide 3 circuler seul dans l'échangeur thermique, sans le deuxième fluide 5, et

-- à un deuxième moment (T2) de fonctionnement de l'installation, laisser les premier et deuxième fluides circuler ensemble dans l'échangeur thermique.

Typiquement, cette installation de gestion thermique est appelée à pouvoir être montée sur un moteur thermique 8, en particulier un moteur à combustion interne.

Considérons, dans un premier cas, comme figure 7, un premier circuit 6 d'huile moteur (par exemple une huile de boîte de vitesse automatique 213) et un deuxième circuit 16 d'eau. C'est alors de préférence l'échangeur/stockeur 1 (figure 10) qui sera monté au croisement des circuits, comme illustré.

Dès le lancement du moteur 8, par exemple après que le véhicule ait été parqué 5-7 heures à l'extérieur, sous 5°C, et alors que le matériau 13 de stockage d'énergie thermique de chacune des parois 11 des étages 270a est supposé en phase liquide, par exemple vers 80-100°C, l'huile circule dans le circuit 6 via la pompe à huile 217 .

A ce moment, dit T1 : l'huile entre (en tant donc que premier fluide 3) par une arrivée 169 (figure 6) dans les étages 270a de l'échangeur thermique 1 , par exemple vers 6-8°C. Elle y est chauffée par le MCP 13, alors que l'accès, à l'échangeur pour l'eau du circuit 16 (en tant donc que second fluide 5), est alors interdit, la vanne d'entrée 251 étant fermée. Le moteur 8 de déplacement fonctionnant, l'eau circule alors par contre dans certains conduits et organes du véhicule (cylindres 14, culasse 141 par exemple) via la pompe à eau 143 du circuit 16.

A ce moment, l'eau 5 est encore trop froide pour chauffer l'huile. Le thermostat moteur 145 et la vanne 251 , alors fermée, la contraignent à ne circuler que dans le moteur, sans donc de circulation dans l'échangeur/stockeur 1 .

Une fois qu'elle l'eau atteint une température supérieure à celle de l'huile, la vanne d'entrée 251 s'ouvre (et, le moment venu, le thermostat 145 fait passer l'eau dans le radiateur 18, s'il est utile de la refroidir afin qu'elle ne dépasse pas environ 90°C, de préférence). Ledit deuxième moment T2 est arrivé, étant précisé qu'une autre vanne 252 peut bloquer un retour d'eau vers l'échangeur 1 (figure 15).

Alors que l'huile continue à circuler dans les étages 270a, l'eau 5 en circulation parvient maintenant, par une arrivée 169 indépendante de la précédente, dans les étages 270b.

L'huile y est donc alors chauffée par l'eau, et possiblement par le matériau 13 qui lui cède de l'énergie à travers les parois 211 , tant que le MCP n'est pas passé en-dessous de sa température de changement d'états (de l'ordre donc de 60-70°C dans l'exemple).

La montée en température du moteur se poursuit. L'eau parvient maintenant dans l'échangeur 1 à 80°C. L'huile continue à chauffer par échange avec l'eau 5, à travers les parois 211 . L'huile parvient maintenant dans l'échangeur/stockeur 1 à plus 70°C. Par cette huile, le matériau 13 se recharge alors en énergie calorifique, laquelle sera donc disponible pour le prochain fonctionnement du moteur, après un nouvel arrêt.

Continuant à chauffer dans le moteur, la température (t1 ) de l'huile 3 dépasse maintenant les 90 voire 100°C, donc celle (t2) de l'eau 5. Pour éviter une surchauffe, l'huile transfère alors, dans l'échangeur/stockeur 1 de l'énergie thermique vers l'eau 5 (parois 11 ), et le matériau 13 (tant que possible).

Dans un autre cas, comme figure 8 où, au croisement des circuits, sera de préférence monté ledit 'échangeur/stockeur 1 (figure 1 ), on utilisera maintenant, sur le moteur 8, le deuxième circuit 16 d'eau en liaison avec le circuit d'air du véhicule, en tant que premier circuit 6 sur lequel est monté un turbocompresseur 12.

Le véhicule est de nouveau supposé avoir été parqué, même au froid (température négative en hiver), moteur 8 arrêté, pendant 5- 6 heures. Si, lors de son fonctionnement précédant cet arrêt, le moteur 8 a fonctionné par exemple 10-15 min avec son turbo 12 lancé, le MCP 13 a dépassé sa température de changement d'état et est donc, dans l'exemple, au-delà de sa température de liquéfaction.

D'autant plus avec l'isolation thermique du boîtier 183 et les étages multiples de l'échangeur/stockeur 1 , il est près, pendant un certain temps (5-6 heures dans l'exemple), à chauffer le fluide 3 (ici de l'air) au prochain démarrage moteur.

Ce démarrage moteur intervient alors. Le turbocompresseur 12 est encore arrêté. De l'air extérieur 3, arrivant encore relativement froid du premier circuit d'air 6 vers la(les) chambre(s) de combustion 14/140 du moteur 8, circule alors au passage dans les étages 270a.

On est alors audit premier moment T1 : la vanne 251 est fermée et contraint l'eau du circuit 16 à ne circuler que dans le moteur, hors l'échangeur/stockeur 1 . Ainsi, l'eau étant encore elle- même froide, on évite que l'air perde des calories dans un échange thermique entre eux, tandis qu'il s'est chauffé dans l'échange avec le matériau 13 plus chaud que lui.

Passé ainsi de par exemple de 5°C à par exemple respectivement 40°C, cet air va pouvoir alimenter favorablement la(les) chambre(s) de combustion 14/140. Quelques minutes (3 à 4 par exemple) après cette première phase qui suit le démarrage moteur, le turbocompresseur 12 démarre. Une montée immédiate en pression et en température (à plus de 150°C) de l'air (du comburant) du premier circuit 6 se produit.

Or, alimenter les chambres de combustion 14 des cylindres 140 à de telles températures est inapproprié : contraintes thermiques trop élevées, chute de rendement... Le faire vers 100-130°C et de préférence vers 110°C est recherché.

Par ailleurs, le moteur 8 étant alors déjà en fonctionnement; depuis quelques minutes, avec donc son circuit 16 actif, l'eau (en tant que liquide de refroidissement des parties concernées du moteur) est déjà relativement chaude dans le circuit 16, même s'il fait froid alentour. En effet, par exemple un thermostat moteur, alors fermé, aura pu contraindre l'eau à ne circuler que dans le moteur, sans donc temporairement de circulation dans l'échangeur moteur (qui peut être un radiateur) 18. Cette eau se sera ainsi rapidement réchauffée en circulant autour des cylindres 140 et dans la culasse 141 du moteur 8 avant de retourner à la pompe à eau 143.

Ainsi, on peut raisonnablement considérer une montée en température de l'eau jusqu'à 40-60°C à ce moment.

Le cycle dudit moment T2 dans l'échangeur/stockeur 1 peut intervenir, d'autant que ce deuxième fluide 5 est au moment T2 à une température favorable (50°C par exemple) pour faire baisser celle de l'air issu du turbo 12 qui, au passage dans les étages 270a, a pu fournir de l'énergie thermique au matériau 13.

Avec ces deux échanges thermiques, ici simultanés, on peut considérer qu'audit moment T2, alors qu'en sortie de turbo 12 l'air comprimé (par exemple vers 2x10 5 Pa en pression absolue) est à une température de 170-190°C, il peut descendre vers 110-120°C après échange, dans l'échangeur/stockeur 1 , avec le matériau 13 et l'eau 5.

Revenant figures 1 ,6, on notera qu'avec un empilement suivant une direction A d'éléments correspondant à une succession étagée et alternée de parois creuses 11 , à alvéoles contenant du matériau 13, et de parois creuses 211 dépourvues de ce matériau, on va pouvoir créer une succession d'espaces libres 7 puis 9, étage après étage.

Les fluides 3,5 passent, ici un étage sur deux, dans les espaces libres 7,9, suivant deux directions transversales, chacune perpendiculaire à l'axe A.

Autour de cet empilement se dresse un volume collecteur 163 par face latérale ; voir notamment figure 6.

Chaque série d'étages d'espaces libres 7 (respectivement 9) communique en amont (par rapport au sens de circulation du fluide considéré) avec un premier volume collecteur 163 et, en aval, avec un second volume collecteur 163 situé en face latérale opposée.

Extérieurement, chaque volume collecteur 163 est limité par une paroi latérale 165.

Chaque paroi latérale 165 sera de préférence traversée en

167 par un passage communiquant donc avec un volume collecteur 163, pour le raccordement à un conduit 169 d'alimentation ou d'évacuation de fluide 3 ou 5.

Chaque paroi latérale 165 contiendra par ailleurs de préférence un matériau isolant thermique 171 .

Entre deux faces latérales adjacentes, telles que 165a, 165b, les volumes collecteurs 163 sont fluidiquement isolés entre eux.

Pour obtenir un bloc complet, donc un échangeur/stockeur multi-étages, il suffira donc, ainsi que cela ressort des figures 1 ,6, de superposer des éléments à parois alternées 11 ,211 et à plaques soudées entre elles le long des bords pliés et des languettes verticales 175. On obtiendra ainsi une alternance de canaux ou espaces libres 7,9, croisés les uns par rapport aux autres et fermés sur deux côtés opposés.

La réalisation finale du bloc passera ensuite par une interface avec les parois latérales 165, pour l'étanchéité périphérique, et donc l'isolation entre les volumes collecteurs 163.

Plutôt qu'un engagement direct avec ces parois, il est ici proposé que les lignes axiales (ici donc verticales) de languettes 175 fixées entre elles s'engagent entre deux coins verticaux 179, par exemple chanfreinés, de cadres intermédiaires 177.

Les cadres intermédiaires 177 seront alors interposés, latéralement, entre la pile d'éléments 100 et la paroi latérale 165 en regard.

Dans les angles latéraux, des piliers 179 se dressent axialement entre deux parois latérales 165 adjacentes, ou, comme dans l'exemple illustré, entre deux cadres intermédiaires 177 latéraux adjacents, le tout étant alors recouvert par les parois latérales 165.

Des moyens de fixation, tels que des vis 173, pourront solidariser le tout, en prise ici dans les parois latérales 165 et les piliers d'angle 179.

Transversalement à l'axe A, ici dessus et dessous, des plaques 181 de couvercle, pleines, participent à la fermeture, de préférence donc étanche et isolée thermiquement, des volumes collecteur 163. Comme les parois 165, les plaques 181 contiennent chacune de préférence un matériau isolant thermique 171 .

De fait, il est conseillé que (de préférence toutes) ces parois 165 et plaques 181 soient à structure PIV. Les passages pour les conduits 169 et vis 173 seront alors étanches.

Les piliers 179 pourront ne pas être à structure PIV. Le tout assemblé et fixé, on obtient le boîtier 183 opérationnel en tant qu'échangeur/stockeur thermiquement performant. Un avantage de la solution PIV est de limiter l'épaisseur d'isolant 171 , et donc soit d'augmenter le volume interne du boîtier disponible pour l'échangeur soit le volume hors tout du boîtier. Une meilleure isolation et/ou une limitation du poids peuvent aussi être attendues.