EP3205547B1 - Dispositif de climatisation d'une salle, notamment pour passagers d'un vehicule de transport public, presentant un encombrement et une vitesse d'air reduits - Google Patents

Dispositif de climatisation d'une salle, notamment pour passagers d'un vehicule de transport public, presentant un encombrement et une vitesse d'air reduits Download PDF

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EP3205547B1
EP3205547B1 EP17155625.1A EP17155625A EP3205547B1 EP 3205547 B1 EP3205547 B1 EP 3205547B1 EP 17155625 A EP17155625 A EP 17155625A EP 3205547 B1 EP3205547 B1 EP 3205547B1
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EP
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air conditioning
air
room
control
unit
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EP3205547A1 (fr
Inventor
Jean-Luc TERRIER
Jean LE-BASTARD
Thilo Blasse
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Alstom Transport Technologies SAS
Original Assignee
Alstom Transport Technologies SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
    • B61D27/0018—Air-conditioning means, i.e. combining at least two of the following ways of treating or supplying air, namely heating, cooling or ventilating

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning device of a room, including a room for passengers of a public transport vehicle, and more particularly of a railway vehicle.
  • an air conditioning device comprising central means for conditioning the air temperature, and a circuit for circulating air conditioning between the central means and the room to be air-conditioned.
  • Such an air conditioning device is particularly bulky.
  • central air conditioning means are bulky, and an air circulation circuit necessarily comprises pipes having large cross sections to allow the circulation of a sufficient air flow for the air conditioning of the room.
  • the circulation circuit also comprises ventilation means for circulating the air, these ventilation means being equally bulky.
  • the document EP 2 868 502 A1 describes an air conditioning device according to the preamble of claim 1.
  • the invention is intended to overcome these disadvantages, by providing a space-saving air conditioning device for comfortable air conditioning diffusion.
  • the invention particularly relates to an air conditioning device according to claim 1.
  • the central means according to the invention are intended for liquid conditioning, and are therefore less bulky than air conditioning means.
  • liquid circulation lines for the circuit according to the invention are less bulky than air circulation lines.
  • the air conditioning device according to the invention is less bulky than an air conditioning device of the state of the art.
  • the air outlets are arranged at ground level, so that air conditioning climbs into the room only by natural convection related to people in this room.
  • the air circulation rate in the room is therefore relatively low, so that this circulation of air is more comfortable than in the state of the art.
  • the air conditioning device 10 comprises central means 14 for conditioning the temperature of a heat transfer liquid.
  • Such central conditioning means 14 are conventional and comprise for example a heat pump. It should be noted that such central conditioning means 14 are compact, particularly in comparison with air conditioning means of the state of the art.
  • the coolant is water, especially glycol water.
  • the air conditioning device 10 furthermore comprises a circuit 16 for circulating the heat transfer fluid, passing through the central conditioning means 14, and comprising at least one coolant circulation pump.
  • the circulation circuit 16 comprises conduits 18 for circulating the coolant liquid. Such ducts 18 are not very cumbersome, especially in comparison with conditioned air circulation lines of the state of the art.
  • the air conditioning device 10 also comprises at least one air conditioning unit 20, housed in one of the rooms 12.
  • Each room 12 preferably houses a plurality of air conditioning units 20.
  • the air conditioning device 10 may comprise air conditioning units 20 housed in different rooms.
  • each air conditioning unit 20 comprises an enclosure 22 having an air inlet opening 24 from the room 12 and an air conditioning outlet opening 26 to the room 12, the inlet 24 and outlet openings 26 both of which are arranged at the floor level of the room 12.
  • each air inlet opening 24 opens into a sub-frame or down a side wall of the room.
  • the outlet openings 26 are formed in a floor panel 28, partially delimiting each chamber 22.
  • the inlet and outlet openings 24 are all formed in the floor panel 28 partially delimiting each chamber 22.
  • Each air conditioning unit 20 further includes a ventilation member 30, housed in the chamber 22, able to circulate air in the chamber 22 from the inlet opening 24 to the outlet opening 26.
  • the ventilation member 30 is housed at ground level, in particular under the floor panel 28.
  • the ventilation member 30 is a tangential fan.
  • the ventilation member 30 has reduced dimensions, which is possible because the device 10 according to the invention requires only a low air outlet speed.
  • the enclosure 22 is for example common to several air conditioning units 20, the air flows in this chamber 22 being oriented by the tangential fans.
  • Each air conditioning unit 20 also comprises a heat exchanger 32, connected to the circulation circuit 16, suitable for exchanging calories between the coolant and the air circulating in the chamber 22.
  • the lines 18 communicate with this heat exchanger. 32.
  • a heat exchanger 32 is conventional and will not be described further.
  • each heat exchanger 32 has reduced dimensions.
  • the heat exchanger 32 is housed at ground level, close to the ventilation member 30, in particular under the floor panel 28. Similarly, the ducts 18 passing through the heat exchanger 32 are housed at the level of the floor. floor, especially under the floor panel 28.
  • the air conditioning device 10 furthermore comprises a control unit 34, in particular capable of controlling the central conditioning means 14 for controlling the temperature of the coolant.
  • control unit 34 is able to control each ventilation member 30 to control the flow of air flowing in the chamber 22 of the corresponding air conditioning unit 20.
  • the ventilation members 30 are controlled individually, or alternatively in groups.
  • control unit 34 makes it possible to control the temperature close to each of the air conditioning units 20, for example in a locally differentiated manner, when the airflows circulating in the air conditioning units 20 are different.
  • the air conditioning device 10 comprises at least one temperature measurement sensor 36 arranged close to each air conditioning unit 20.
  • the control unit 34 is then able to control the ventilation member 30 of each air conditioning unit 20 to control the flow of air flowing in the chamber 22 of this air conditioning unit 20, as a function of the temperature measured by the corresponding measurement sensor 36 near this air conditioning unit 20.
  • the temperature can be used to treat air conditioning on a sunny side of the room 12 differently than on a shadow side.
  • the air conditioning device 10 comprises means 38 for detecting a density of passengers near each air conditioning unit 20.
  • the control unit 34 is then able to control the ventilation member 30 of each air conditioning unit 20 to control the flow of air flowing in the chamber 22 of this air conditioning unit 20, depending on the density of passengers detected near this air conditioning unit 20.
  • the density detection means 38 comprise for example at least one camera, and a computer unit connected to the camera, capable of performing an image analysis to determine the density of passengers. Such an image analysis is known in the state of the art, and therefore will not be described in detail.
  • the camera is for example a wide-angle camera, arranged on the ceiling of the room 12.
  • the air conditioning device 10 comprises at least one control interface of the control unit 34, allowing at least one passenger to control the control unit 34, in order to control the temperature of the liquid coolant, and / or control at least one of the ventilation members 30 to control the flow of air flowing in the chamber 22 of the corresponding air conditioning unit 20, near this passenger.
  • a control interface allows users to change the air temperature in case it seems uncomfortable.
  • the control interface has priority over the other information (passenger density, detected temperature, etc.) used by the control unit 34 to decide the temperature.
  • control interface is a smartphone, for example a passenger's smartphone, on which an application has been installed for communicating with the control unit 34.
  • the central conditioning means 12 condition the water temperature, which circulates in the circuit 16 under the effect of the pump, to the air conditioning units 20. Locally, in each air conditioning unit 20, the air is conditioned under the effect of the tangential fan 30 and the heat exchanger 32 corresponding to the ground 28. Indeed, the air is sucked from the inlet opening 24 by the tangential fan 30 to the heat exchanger 32 where this air exchanges heat with the liquid flowing in the heat exchanger, before exiting through the outlet opening 26.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un dispositif de climatisation d'une salle, notamment une salle pour passagers d'un véhicule de transport public, et plus particulièrement d'un véhicule ferroviaire.
  • On connait déjà, dans l'état de la technique, un dispositif de climatisation comprenant des moyens centraux de conditionnement de la température d'air, et un circuit de circulation de l'air conditionné entre les moyens centraux et la salle à climatiser.
  • Un tel dispositif de climatisation est particulièrement encombrant. En effet, des moyens centraux de conditionnement d'air sont encombrants, et un circuit de circulation d'air comporte nécessairement des conduites présentant de grandes sections transversales pour permettre la circulation d'un flux d'air suffisant pour la climatisation de la salle. Le circuit de circulation comporte également des moyens de ventilation pour la mise en circulation de l'air, ces moyens de ventilation étant également encombrants.
  • Par ailleurs, la projection d'air climatisé dans la salle est généralement inconfortable pour les personnes qui y sont présentes.
  • Le document EP 2 868 502 A1 décrit un dispositif de climatisation conforme au préambule de la revendication 1.
  • L'invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients, en proposant un dispositif de climatisation peu encombrant et permettant une diffusion d'air climatisé confortable.
  • A cet effet, l'invention a notamment pour objet un dispositif de climatisation selon la revendication 1.
  • Les moyens centraux selon l'invention sont destinés au conditionnement de liquide, et sont donc moins encombrants que des moyens de conditionnement d'air. De même, des conduites de circulation de liquide pour le circuit selon l'invention sont moins encombrantes que des conduites de circulation d'air.
  • Il en résulte que le dispositif de climatisation selon l'invention est moins encombrant qu'un dispositif de climatisation de l'état de la technique.
  • Par ailleurs, les sorties d'air sont agencées au niveau du sol, si bien que l'air climatisé ne monte dans la salle que par convection naturelle liée aux personnes présentes dans cette salle. La vitesse de circulation d'air climatisé dans la salle est donc relativement faible, si bien que cette circulation d'air est plus confortable que dans l'état de la technique.
  • Un dispositif de climatisation selon l'invention peut comporter en outre l'une ou plusieurs des caractéristiques techniques suivantes, prises seules ou selon toutes combinaisons techniquement envisageables.
    • L'organe de ventilation est un ventilateur tangentiel.
    • Le liquide caloporteur est de l'eau.
    • Le dispositif de climatisation comporte une unité de contrôle, propre à commander les moyens centraux de conditionnement pour contrôler la température du liquide caloporteur, et/ou à commander chaque organe de ventilation pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte de l'unité de climatisation correspondante.
    • Le dispositif de climatisation comporte au moins un capteur de mesure de température agencé à proximité d'au moins l'une des unités de climatisation, l'unité de contrôle étant propre à commander l'organe de ventilation de cette au moins une unité de climatisation pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte de cette unité de climatisation, en fonction de la température mesurée par le capteur à proximité de cette au moins une unité de climatisation.
    • Le dispositif de climatisation comporte des moyens de détection d'une densité de passagers à proximité de chaque unité de climatisation, l'unité de contrôle étant propre à commander l'organe de ventilation de chaque unité de climatisation pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte de cette unité de climatisation, en fonction de la densité de passagers détectée par ces moyens de détection à proximité de cette unité de climatisation.
    • Les moyens de détection de densité comportent au moins une caméra, et une unité informatique reliée à la caméra.
    • Le dispositif de climatisation comporte une interface de commande de l'unité de contrôle, permettant à au moins un passager de commander l'unité de contrôle, afin de contrôler la température du liquide caloporteur, et/ou de commander au moins l'un des organes de ventilation pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte de l'unité de climatisation correspondante.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux figures annexées, parmi lesquelles :
    • La figure 1 représente schématiquement un dispositif de climatisation selon un exemple de mode de réalisation de l'invention ;
    • La figure 2 est une vue en perspective représentant partiellement le dispositif de climatisation de la figure 1.
  • On a représenté sur les figures un dispositif 10 de climatisation d'au moins une salle 12 destinée à accueillir des passagers d'un véhicule de transport public, notamment d'un véhicule ferroviaire. On notera que le dispositif de climatisation 10 pourrait être agencé dans toute salle destinée à accueillir des personnes, par exemple des salles de locaux.
  • Le dispositif de climatisation 10 comporte des moyens centraux 14 de conditionnement de la température d'un liquide caloporteur. De tels moyens centraux de conditionnement 14 sont classiques et comportent par exemple une pompe à chaleur. Il est à noter que de tels moyens centraux de conditionnement 14 sont peu encombrants, notamment en comparaison avec des moyens de conditionnement d'air de l'état de la technique.
  • Avantageusement, le liquide caloporteur est de l'eau, notamment de l'eau glycolée.
  • Le dispositif de climatisation 10 comporte par ailleurs un circuit 16 de circulation du fluide caloporteur, passant par les moyens centraux de conditionnement 14, et comprenant au moins une pompe de circulation du liquide caloporteur. Le circuit de circulation 16 comporte des conduites 18 de circulation du liquide caloporteur. De telles conduites 18 sont peu encombrantes, notamment en comparaison avec des conduites de circulation d'air climatisé de l'état de la technique.
  • Le dispositif de climatisation 10 comporte par ailleurs au moins une unité de climatisation 20, logée dans l'une des salles 12.
  • Chaque salle 12 loge de préférence une pluralité d'unités de climatisation 20.
  • Par ailleurs, le dispositif de climatisation 10 peut comporter des unités de climatisation 20 logées dans des salles différentes.
  • Comme cela est représenté sur la figure 2, chaque unité de climatisation 20 comprend une enceinte 22, présentant une ouverture 24 d'entrée d'air depuis la salle 12 et une ouverture 26 de sortie d'air climatisé vers la salle 12, les ouvertures d'entrée 24 et de sortie 26 d'air étant toutes deux agencées au niveau du sol de la salle 12.
  • Par exemple, chaque ouverture d'entrée d'air 24 débouche en sous-châssis ou en bas d'une paroi latérale de la salle. Avantageusement, les ouvertures de sortie 26 sont ménagées dans un panneau de sol 28, délimitant en partie chaque enceinte 22.
  • En variante, les ouvertures d'entrée 24 et de sortie 26 sont toutes ménagées dans le panneau de sol 28 délimitant en partie chaque enceinte 22.
  • Chaque unité de climatisation 20 comporte par ailleurs un organe de ventilation 30, logé dans l'enceinte 22, propre à faire circuler de l'air dans l'enceinte 22 depuis l'ouverture d'entrée 24 vers l'ouverture de sortie 26. L'organe de ventilation 30 est donc logé au niveau du sol, notamment sous le panneau de sol 28.
  • Avantageusement, l'organe de ventilation 30 est un ventilateur tangentiel. De préférence, l'organe de ventilation 30 présente des dimensions réduites, ce qui est possible du fait que le dispositif 10 selon l'invention ne requiert qu'une faible vitesse de sortie d'air.
  • On notera que l'enceinte 22 est par exemple commune à plusieurs unités de climatisation 20, les flux d'air dans cette enceinte 22 étant orientés par les ventilateurs tangentiels.
  • Chaque unité de climatisation 20 comporte également un échangeur de chaleur 32, relié au circuit de circulation 16, propre à échanger des calories entre le liquide caloporteur et l'air circulant dans l'enceinte 22. Ainsi, les conduites 18 communiquent avec cet échangeur de chaleur 32. Un tel échangeur de chaleur 32 est classique et ne sera donc pas décrit davantage. Avantageusement, chaque échangeur de chaleur 32 présente des dimensions réduites.
  • L'échangeur de chaleur 32 est logé au niveau du sol, à proximité de l'organe de ventilation 30, notamment sous le panneau de sol 28. De même, les conduites 18 passant par l'échangeur de chaleur 32 sont logées au niveau du sol, notamment sous le panneau de sol 28.
  • Le dispositif de climatisation 10 comporte par ailleurs une unité de contrôle 34, notamment propre à commander les moyens centraux 14 de conditionnement pour contrôler la température du liquide caloporteur.
  • En variante, ou de manière complémentaire, l'unité de contrôle 34 est propre à commander chaque organe de ventilation 30 pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte 22 de l'unité de climatisation 20 correspondante. Par exemple, les organes de ventilation 30 sont commandées individuellement, ou en variante par groupes.
  • Ainsi, l'unité de contrôle 34 permet de contrôler la température à proximité de chacune des unités de climatisation 20, par exemple de manière localement différentiée, lorsque les flux d'air circulant dans les unités de climatisation 20 sont différents.
  • Avantageusement, le dispositif de climatisation 10 comporte au moins un capteur de mesure de température 36 agencé à proximité de chaque unité de climatisation 20. L'unité de contrôle 34 est alors propre à commander l'organe de ventilation 30 de chaque unité de climatisation 20 pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte 22 de cette unité de climatisation 20, en fonction de la température mesurée par le capteur de mesure 36 correspondant à proximité de cette unité de climatisation 20. De tels capteurs de température permettent notamment de traiter différemment la climatisation de l'air d'un côté ensoleillé de la salle 12 par rapport à un côté situé à l'ombre.
  • En variante, ou de manière complémentaire, le dispositif de climatisation 10 comporte des moyens 38 de détection d'une densité de passagers à proximité de chaque unité de climatisation 20. L'unité de contrôle 34 est alors propre à commander l'organe de ventilation 30 de chaque unité de climatisation 20 pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte 22 de cette unité de climatisation 20, en fonction de la densité de passagers détectée à proximité de cette unité de climatisation 20.
  • Les moyens de détection de densité 38 comportent par exemple au moins une caméra, et une unité informatique reliée à la caméra, propre à effectuer une analyse d'image permettant de déterminer la densité de passagers. Une telle analyse d'image est connue dans l'état de la technique, et ne sera donc pas décrite en détail. La caméra est par exemple une caméra grand-angle, agencée au plafond de la salle 12.
  • En variante, ou de manière complémentaire, le dispositif de climatisation 10 comprend au moins une interface de commande de l'unité de contrôle 34, permettant à au moins un passager de commander l'unité de contrôle 34, afin de contrôler la température du liquide caloporteur, et/ou de commander au moins l'un des organes de ventilation 30 pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte 22 de l'unité de climatisation 20 correspondante, à proximité de ce passager. Une telle interface de commande permet aux utilisateurs de modifier la température de l'air dans le cas où celle-ci leur semble inconfortable. Ainsi, de préférence, l'interface de commande est prioritaire sur les autres informations (densité de passagers, température détectée, etc.) utilisées par l'unité de contrôle 34 pour décider de la température.
  • Avantageusement l'interface de commande est un smartphone, par exemple le smartphone d'un passager, sur lequel a été installée une application permettant de communiquer avec l'unité de contrôle 34.
  • Conformément à l'invention, les moyens centraux de conditionnement 12 conditionnent la température d'eau, qui circule dans le circuit 16 sous l'effet de la pompe, jusqu'aux unités de climatisation 20. Localement, dans chaque unité de climatisation 20, l'air est conditionné sous l'effet du ventilateur tangentiel 30 et de l'échangeur de chaleur 32 correspondants, au niveau du sol 28. En effet, l'air est aspiré depuis l'ouverture d'entrée 24 par le ventilateur tangentiel 30, vers l'échangeur de chaleur 32 où cet air échange de la chaleur avec le liquide circulant dans l'échangeur de chaleur, avant de ressortir par l'ouverture de sortie 26.
  • Dans la salle 12, l'air est aspiré vers le haut sous l'effet de la présence de passagers, qui induisent une convection naturelle.
  • On notera que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, mais pourrait présenter diverses variantes complémentaires.

Claims (8)

  1. Dispositif (10) de climatisation d'au moins une salle (12) destinée à accueillir des personnes, notamment une salle pour passagers d'un véhicule de transport public, par exemple de véhicule ferroviaire, comportant :
    - des moyens centraux (14) de conditionnement de la température d'un liquide caloporteur,
    - un circuit (16) de circulation du liquide caloporteur, passant par les moyens centraux de conditionnement (14), et comprenant au moins une pompe de circulation du liquide caloporteur,
    - au moins une unité de climatisation (20), destinée à être logée dans la salle (12), comprenant :
    • une enceinte (22) présentant une ouverture (24) d'entrée d'air depuis la salle (12) et une ouverture (26) de sortie d'air climatisé vers la salle (12),
    • un échangeur de chaleur (32), relié au circuit de circulation (16),
    caractérisé en ce que :
    - les ouvertures d'entrée (24) et de sortie (26) d'air sont toutes deux agencées au niveau du sol (28) de la salle (12), de sorte qu'une convection naturelle liée à la présence de personnes dans la salle permette de générer un mouvement ascendant de l'air issu de la sortie d'air (26) dans la salle,
    - l'unité de climatisation (20) comporte un organe de ventilation (30), logé dans l'enceinte (22), propre à faire circuler l'air dans l'enceinte depuis l'ouverture d'entrée (24) vers l'ouverture de sortie (26), et
    - l'échangeur de chaleur (32) est propre à échanger des calories entre le liquide caloporteur et l'air circulant dans l'enceinte (22) sous l'effet de l'organe de ventilation (30).
  2. Dispositif de climatisation (10) selon la revendication 1, dans lequel l'organe de ventilation (30) est un ventilateur tangentiel.
  3. Dispositif de climatisation (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le liquide caloporteur est de l'eau.
  4. Dispositif de climatisation (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une unité de contrôle (34), propre à commander les moyens centraux (14) de conditionnement pour contrôler la température du liquide caloporteur, et/ou à commander chaque organe de ventilation (30) pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte (22) de l'unité de climatisation (20) correspondante.
  5. Dispositif de climatisation (10) selon la revendication 4, comportant au moins un capteur (36) de mesure de température agencé à proximité d'au moins l'une des unités de climatisation (20), l'unité de contrôle (34) étant propre à commander l'organe de ventilation (20) de cette au moins une unité de climatisation pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte de cette unité de climatisation, en fonction de la température mesurée par le capteur (36) à proximité de cette au moins une unité de climatisation (20).
  6. Dispositif de climatisation (10) selon la revendication 4 ou 5, comportant des moyens (38) de détection d'une densité de passagers à proximité de chaque unité de climatisation (20), l'unité de contrôle (34) étant propre à commander l'organe de ventilation (30) de chaque unité de climatisation (20) pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte (22) de cette unité de climatisation (20), en fonction de la densité de passagers détectée par ces moyens de détection (38) à proximité de cette unité de climatisation (20).
  7. Dispositif de climatisation (10) selon la revendication 6, dans lequel les moyens de détection de densité (38) comportent au moins une caméra, et une unité informatique reliée à la caméra.
  8. Dispositif de climatisation (10) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, comprenant une interface de commande de l'unité de contrôle (34), permettant à au moins un passager de commander l'unité de contrôle (34), afin de contrôler la température du liquide caloporteur, et/ou de commander au moins l'un des organes de ventilation (30) pour contrôler le flux d'air circulant dans l'enceinte (22) de l'unité de climatisation (20) correspondante.
EP17155625.1A 2016-02-10 2017-02-10 Dispositif de climatisation d'une salle, notamment pour passagers d'un vehicule de transport public, presentant un encombrement et une vitesse d'air reduits Active EP3205547B1 (fr)

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