FR2461606A1 - Perfectionnements apportes aux installations de climatisation pour vehicules de transport en commun - Google Patents
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Abstract
INSTALLATION DE CLIMATISATION, PAR SOUFFLAGE D'AIR CHAUD OU FROID, PROVENANT DE MOYENS DE CLIMATISATION POUR VEHICULE DE TRANSPORT EN COMMUN, COMPORTANT DES PREMIERS DISPOSITIFS DE REPARTITION LOCALISES ALIMENTES CHACUN A PARTIR D'UNE GAINE DE DISTRIBUTION, DE FACON PERMANENTE PAR AU MOINS UN INJECTEUR. CETTE INSTALLATION COMPORTE EN OUTRE DES DEUXIEMES DISPOSITIFS DE REPARTITION LOCALISES 7 ALIMENTES CHACUN DE FACON INTERMITTENTE A PARTIR DE LA GAINE DE DISTRIBUTION 1, ET COMPRENANT UN ORGANE OBTURATEUR 9 REGLABLE A VOLONTE. APPLICATION A LA CLIMATISATION DE VEHICULES DE CHEMINS DE FER.
Description
La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux installations de climatisation, par soufflage d'air chaud ou froid provenant de moyens de climatisation pour véhicule de transport en commun, comportant des premiers dispositifs de répartition localisés, alimentés chacun, à partir d'une gaine de distribution, de façon permanente par au moins un injecteur.
L'invention s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, parmi ces installations à celles utilisées pour la climatisation de voitures de chemins de fer, notamment de voitures de chemins de fer à compartiments.
Dans des installations connues, de l'air chaud est distribué sous les sièges. Toutefois ce procédé ne peut convenir que pour le chauffage car, dans le cas d'une climatisation intégrale, de l'air frais distribué dans ces conditions, au cours des périodes de réfrigération, causerait une gêne aux voyageurs.
Dans d'autres installations connues, l'air, qu'il soit chaud ou refroidi, est diffusé depuis le plafond. Outre le fait qu'une telle diffusion d'air est généralement relativement bruyante, elle est également une source de gêne pour les voyageurs qui éprouvent une sensation désagréable au cours des périodes où la réfrigération est peu importante.
Une autre solution connue consiste à répartir l'air par un mouvement ascendant devant les fenêtres du véhicule.
Il en résulte la formation d'un rideau d'air protecteur devant les fenêtres et on evite la retombée d'air froid sur les voyageurs. Toutefois, un inconvénient de ce procédé réside dans le fait qu'en période de chauffage la température est insuffisante au niveau du plancher du véhicule.
Une amélioration de ce procédé, décrite dans le brevet FR nO 71 23944 (publié sous le numéro 2 144 101) consiste, dans le but d'augmenter l'homogénéité de la température au voisinage du plancher, à mettre l'air ambiant en recirculation, en prélevant une certaine quantité d'air au niveau du plancher et en la mélangeant avec de l'air en provenance de l'unité de traitement. On diminue ainsi la sensation desagréable de froid que les voyageurs ressentent au niveau des pieds.
Toutefois, si ces dispositions permettent d'obtenir une ambiance confortable en période normale, elles ne permettent cependant pas d'atteindre rapidement une température-suffisante au niveau du plancher lors de la mise en service du véhicule, par temps froid, après une immobilisation prolongée. Elles ne permettent pas non plus d'assurer, par temps très froid, un chauffage suffisamment efficace au voisinage du plancher lorsque le véhicule circule aux vitesses très élevées envisagées pour un proche avenir.
Enfin, les exigences de confort accrues font que les voyageurs ressentent désagréablement les mouvements d'air, notamment au niveau de la tête, durant la période où une réfrigération importante n'est pas nécessaire.
L'invention a donc essentiellement pour but de remédier à ces inconvénients connus sur les dispositifs actuels.
A ces fins, l'installation de climatisation conforme à l'invention se caractérise en ce qu'elle comporte en outre des deuxièmes dispositifs de répartition localisés alimentés chacun de façon intermittente à partir de la gaine de distribution et comprenant au moins un organe obturateur commandable à volonté.
De préférence, les premiers dispositifs de répartition localisés débouchent latéralement sous les fenêtres du véhicule et les deuxièmes dispositifs de répartition localisés débouchent au voisinage du plancher du véhicule.
En outre, il est avatangeux de faire en sorte que les premiers dispositifs de répartition comportent des moyens permettant une aspiration par induction de l'atmosphère ambiante qui se trouve ainsi mélangée à l'air chaud ou froid délivré par les injecteurs. Cette aspiration par induction est fonction de la pression de l'air dans la gaine d'alimentation.
Ainsi la diffusion d'air traité à proximité du plancher du véhicule s'accompagne d'une diminution de la pression de l'air alimentant les premiers dispositifs de répartition. Le débit d'air soufflé devant la vitre ainsi que l'effet d'induction sont de ce fait diminués, ce qui réduit de façon sensible les mouvements d'air à l'intérieur du mmpartiment. Au contraire, le maintien en pression de ces premiers dispositifs, lorsqu'une diffusion d'air n'est pas exigée à proximité du plancher, permet d'obtenir desdits premiers dispositifs la répartition de la totalité de l'air devant la vitre de la fenêtre et dans les parties hautes du compartiment, ainsi que le brassage maximal par effet d'induction : le mouvement d'air ainsi créé est alors ressenti agréablement par les voyageurs.
De préférence, l'ouverture de l'organe obturateur permettant le passage de l'air traité depuis la gaine de distribution vers les deuxièmes moyens de répartition est commandée automatiquement par un dispositif de répartition sensible aux besoins thermiques au sein du véhicule.
Ainsi, lorsque les besoins de chauffage du véhicule sont importants, la partie de l'air chaud distribuée au voisinage du plancher compense directement les pertes thermiques de ce dernier et assure en outre une meilleure homogénéité des températures et de meilleures conditions de confort dans le véhicule après une immobilisation prolongée de ce dernier. Le reste de l'air chaud est diffusé le long de la vitre en quantité suffisante, mais toutefois limitée pour éviter un chauffage excessif des parties hautes de l'intérieur du véhicule ou une agitation inutile de l'air ambiant dans cette région. Il en est ainsi tant que les besoins en air réfrigéré sont peu importants à l'intérieur du véhicule.
Au contraire, lorsque les conditions thermiques nécessitent un refroidissement important à l'intérieur du véhicule, l'organe obturateur est fermé de sorte que la pression de l'air alimentant les premiers dispositifs de répartition reprend sa valeur maximale. De ce fait la quantité d'air diffusé le long de la vitre de la fenêtre, là où les apports thermiques sont importants, notamment du fait de l'ensoleil- lement, reprend alors sa valeur maximale.
Au cours de cette période, l'effet d'induction des premiers dispositifs de répartition est maximum et il s'établit une recirculation d'air ambiant qui suffit à maintenir l'homogénéité de la température à l'intérieur du véhicule, sur toute sa hauteur.
Toutefois ce mode de fonctionnement n'est pas le seul envisageable et l'emploi des deuxièmes dispositifs de répartition peut se révéler intéressant même au cours des des périodes de réfrigération.
En effet, si l'on se réfère à titre d'exemple à un cas typique relatif à un véhicule déterminé placé dans des conditions moyennes données, il s'avère que la puissance en froid qui lui est nécessaire est de 7 kW par lOOO m3/h d'air traité dans les moyens de climatisation, mais que cette puissance serait seulement de 3 kW par 1000 m /h si on doublait le débit d'air traité.
Lette diminution de la puissance nécessaire résulte du fait que la condensation dans l'échangeur froid est beaucoup moins importante dans le second cas que dans le premier pour la même puissance de froid sensible (c'est-à-dire destinée à compenser des apports de chaleur sensible dans le véhicule).
Cette diminution serait encore plus importante si le véhicule était placé dans des conditions de charge thermique maximale.
Cette augmentation du débit est particulièrement intéressante dans le cas où les moyens de climatisation sont équipés d'une pompe à chaleur à effet Peltier : en effet, en se référant à l'exemple précité, un gain de 15% de puissance frigorifique correspond typiquement à un gain de 40% de puissance électrique absorbée en raison de la diminution de l'écart de température entre faces des thermoéléments et de l'augmenstation du coefficient de performance.
Bien entendu, la présence, dans les premiers dispositifs de répartition, de moyens permettant encore une aspiration par induction cE l'atmosphère ambiante offre un intérêt considérable même lorsque l'installation de climatisation fonctionne en réfrigération. Il est souhaitable que le volume d'air aspiré par induction soit approximativement égal au volume d'air délivré par les injecteurs, de telle manière que le volume d'air mis en mouvement dans le véhicule soit approximativement le double du volume d'air délivré par les éjecteurs.
Le volume d'air en mouvement ne devant pas dépasser une certaine limite pour assurer le confort des voyageurs, il peut alors être nécessaire d'avoir recours au deuxième, voire à un troixième dispositif de répartition localisés de l'air traité lorsque la température extérieure dépasse un certain seuil.
Lorsque la température extérieure est supérieure à ce seuil, on pourrait prévoir la répartition suivante à titre d'exemple
- 2250 m3/h délivrés par les injecteurs des premiers
dispositifs de répartition donnant lieu à la mise
en mouvement de 4500 m/h dans le véhicule en raison
de l'aspiration par induction de 2250 m3/h d'air
ambiant,
- 1500 m3/h délivrés par un système de diffusion sans
induction.
- 2250 m3/h délivrés par les injecteurs des premiers
dispositifs de répartition donnant lieu à la mise
en mouvement de 4500 m/h dans le véhicule en raison
de l'aspiration par induction de 2250 m3/h d'air
ambiant,
- 1500 m3/h délivrés par un système de diffusion sans
induction.
L'augmentation du débit d'air traité peut être obtenue en augmentant de façon équivalente le circuit de distribution d'air traité en prévoyant des troisièmes dispositifs de dis tribution sans induction d'air ambiant et à ouverture progressive en fonction de la température extérieure, ces troisiemes dispositifs étant alimentés à partir d'une gaine de distribution auxiliaire reliée aux moyens de climatisation.
Ces troisièmes dispositifs de répartition peuvent être disposés sous les sièges ou, de préférence, à la partie supérieure du véhicule, au voisinage du plafond, par exemple à la partie supérieure de la cloison longitudinale délimitant un couloir latéral dans le cas d'une voiture de chemin de fer à compartiment et couloir latéral. Selon cette dernière disposition, le recours à une gaine auxiliaire distincte de la gaine (principale) alimentant les premiers et deuxièmes dispositifs de répartition offre l'avantage de réduire la perte de charge dans la gaine principale et de diminuer le nombre des organes obturateurs.
Ainsi, au cours des périodes de préchauffage et de chauffage, l'air serait diffusé dans le véhicule par les premiers et les deuxièmes dispositifs de répartition ; au cours des périodes de réfrigération faible, l'air serait diffusé par les seuls premiers dispositifs de répartition ; enfin, au cours des périodes de réfrigération importante, l'air serait diffusé par les premiers et troisièmes dispositifs de répartitio.l ainsi qu'éventuellement par les deuxièmes dispositifs de répartition.
Dans un mode de réalisation avantageux, les deuxièmes dispositifs de répartition sont disposés sous les sièges du véhicule et sont installés directement sur la ou une gaine de distribution d'air alimentant les premiers dispositifs de répartition.
Les deuxièmes dispositifs de répartition sont de préférence munis de déflecteurs orientant l'air de manière à éviter que celui-ci soit projeté sur les jambes des voyageurs. Ces diffuseurs constituent, avec le dispositif de répartition sélectif, un ensemble compact, d'encombrement réduit, pouvant s'adapter facilement sur la gaine de distribution d'air à laquelle ils peuvent être éventuellement incorporés.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de certains de ses modes de réalisation donnés à titre purement illustratif, mais nullement limitatif. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels
- les figures l et 2 représentent schématiquement, en coupe, et respectivement dans deux positions opératoires distinctes, une installation~de climatisation de véhicule agencée conformément à l'invention;
- la figure 3 représente, en coupe, un mode de réalisation préféré de l'installation des figures 1 et 2;
- la figure 4 est une vue en coupe, suivant la ligne
IV-IV de la figure 3, des deuxièmes dispositifs de répartition représentés à la figure -3;;
- la figure 5 est une coupe axiale d'une voiture de chemins de fer à compartiments montrant un premier exemple d'implantation de l'installation de climatisation selon l'invention;
- la figure 6 est une vue perspective partielle d'un compartiment de la figure 5 montrant en outre une variante d'implantation de l'installation de climatisation selon l'inventionX
- et la figure 7 est une vue schématique en perspective montrant encore une autre variante de l'installation de climatisation conforme à l'invention.
- les figures l et 2 représentent schématiquement, en coupe, et respectivement dans deux positions opératoires distinctes, une installation~de climatisation de véhicule agencée conformément à l'invention;
- la figure 3 représente, en coupe, un mode de réalisation préféré de l'installation des figures 1 et 2;
- la figure 4 est une vue en coupe, suivant la ligne
IV-IV de la figure 3, des deuxièmes dispositifs de répartition représentés à la figure -3;;
- la figure 5 est une coupe axiale d'une voiture de chemins de fer à compartiments montrant un premier exemple d'implantation de l'installation de climatisation selon l'invention;
- la figure 6 est une vue perspective partielle d'un compartiment de la figure 5 montrant en outre une variante d'implantation de l'installation de climatisation selon l'inventionX
- et la figure 7 est une vue schématique en perspective montrant encore une autre variante de l'installation de climatisation conforme à l'invention.
Comme montré schématiquement aux figures l et 2, l'installation de climatisation de l'invention comprend essentiellement
- une gaine 1 de distribution d'air traité, cette gaine courant par exemple sur toute la longueur du véhicule (non représenté),
- un premier dispositif de répartition d'air 2, dans lequel l'air traité est envoyé (flèche 3) depuis la gaine 1 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs injecteurs 4, ce premier dispositif s'ouvrant vers le haut par une ouverture S pour envoyer (flèche 6) de l'air à température appropriée dans le véhicule,
- et un deuxième dispositif de répartiton d'air 7, fixé par exemple latéralement à la gaine l et disposé à proximité du plancher (non représenté) du véhicule, ce deuxième dispo- sitif communiquant avec la gaine l par une ouverture 8 obturable à volonté par un obturateur 9 actionné par des moyens de commande (non représentés) et s'ouvrant vers l'intérieur du véhicule par une ouverture latérale 10, de préférence orientée vers le plancher du véhicule.
- une gaine 1 de distribution d'air traité, cette gaine courant par exemple sur toute la longueur du véhicule (non représenté),
- un premier dispositif de répartition d'air 2, dans lequel l'air traité est envoyé (flèche 3) depuis la gaine 1 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs injecteurs 4, ce premier dispositif s'ouvrant vers le haut par une ouverture S pour envoyer (flèche 6) de l'air à température appropriée dans le véhicule,
- et un deuxième dispositif de répartiton d'air 7, fixé par exemple latéralement à la gaine l et disposé à proximité du plancher (non représenté) du véhicule, ce deuxième dispo- sitif communiquant avec la gaine l par une ouverture 8 obturable à volonté par un obturateur 9 actionné par des moyens de commande (non représentés) et s'ouvrant vers l'intérieur du véhicule par une ouverture latérale 10, de préférence orientée vers le plancher du véhicule.
Pour ce qui concerne le premier dispositif de répartition, on notera qu'il comporte une ouverture latérale Il par laquelle de l'air ambiant du véhicule peut être aspiré par induction.
Le fonctionnement de l'installation est le suivant.
Lorsque l'obturateur 9 est fermé (figure l), une quantité d'air Q est envoyée, par l'injecteur 4, de la gaine de distribution l dans le premier dispositif de répartition 2.
Au cours de son trajet dans le dispositif 2 entre l'injecteur 4 et l'orifice de sortie 5, l'air injecté aspire, par induction, une quantité d'air ambiant Qi qui pénètre dans le dispositif 2 par l'ouverture latérale 11. Dans ces conditions la quantité totale d'air QT qui sort par l'ou- verture 5 est OT = Q Qi
Cette quantité d'air OT est projetée vers le haut et par convection il se produit un brassage d'air dans les parties hautes du véhicule.
Cette quantité d'air OT est projetée vers le haut et par convection il se produit un brassage d'air dans les parties hautes du véhicule.
Par contre, lorsque, sous l'action des moyens de commande, l'organe obturateur est ouvert (figure 2),la gaine l délivre, par l'intermédiaire de l'injecteur 4, une quantité d'air Q1 au premier dispositif de répartition 2 et une quantité d'air Q2 au deuxième dispositif de répartition 7.
Du fait que le débit d'air dans la gaine l nta pratiquement pas varié par rapport au cas précédent (cas de la figure 1), la quantité d'air Q1 fournie au premier dispositif est inférieure à la quantité d'air Q qui lui est fournie lorsque l'organe obturateur est fermé
Ql i- Q (a)
Du fait de la diminution de la quantité d'air Q1 par rapport à Q, l'effet d'aspiration d'air ambiant par induction est amoindri et la quantité d'air Qi1 aspirée à travers ltouverture Il est inférieure à la quantité d'air Qi précitée
Qi1 Qi (b)
il en résulte que la quantité totale QTl d'air projetée dans le véhicule par l'ouverture 5, s,it évidemment
QTî = qu + Qil est elle-même, compte tenu des inégalités (a) et (b), nettement inférieure à la quantité d'air OT projetée alors que l'organe obturateur est fermé
91 # QT
Dans ces conditions, l'ouverture de organe obturateur 9 (figure 2) a pour effets
- d'une part, de permettre la distribution d'air chaud
(Q2) au niveau du plancher du véhicule et de compenser
les pertes thermiques apparaissant au niveau dudit
plancher (par exemple, réchåuffage d'un véhicule im
mobilisé pendant une longue période sans chauffage
ou bien chauffage d'un véhicule circulant à très
grande vitesse), - et, d'autre part, de diminuer nettement (QT1 W QT)
la quantité projetée vers le haut, par exemple le
long des vitres d'une fenêtre, dans le véhicule, et
de réduire la turbulence de l'air dans le véhicule
ou le compartiment au-dessus de la tête des voyageurs.
Ql i- Q (a)
Du fait de la diminution de la quantité d'air Q1 par rapport à Q, l'effet d'aspiration d'air ambiant par induction est amoindri et la quantité d'air Qi1 aspirée à travers ltouverture Il est inférieure à la quantité d'air Qi précitée
Qi1 Qi (b)
il en résulte que la quantité totale QTl d'air projetée dans le véhicule par l'ouverture 5, s,it évidemment
QTî = qu + Qil est elle-même, compte tenu des inégalités (a) et (b), nettement inférieure à la quantité d'air OT projetée alors que l'organe obturateur est fermé
91 # QT
Dans ces conditions, l'ouverture de organe obturateur 9 (figure 2) a pour effets
- d'une part, de permettre la distribution d'air chaud
(Q2) au niveau du plancher du véhicule et de compenser
les pertes thermiques apparaissant au niveau dudit
plancher (par exemple, réchåuffage d'un véhicule im
mobilisé pendant une longue période sans chauffage
ou bien chauffage d'un véhicule circulant à très
grande vitesse), - et, d'autre part, de diminuer nettement (QT1 W QT)
la quantité projetée vers le haut, par exemple le
long des vitres d'une fenêtre, dans le véhicule, et
de réduire la turbulence de l'air dans le véhicule
ou le compartiment au-dessus de la tête des voyageurs.
L'expérience a montré que cette diminution est avanta geusement de l'ordre d'un tiers, sans toutefois modifier de façon sensible la quantité totale d'air traité amené dans le véhicule.
Dans ce cas, les deuxièmes dispositifs 7 délivrent un débit d'air sensiblement moitié de celui fourni par les premiers dispositifs 2.
En se référant aux figures 3 à S, on va maintenant décrire un mode de réalisation préféré de l'installation de climatisation conforme à 11 invention.
On notera que, sur la figure 3, les éléments identiques à ceux des figures l et 2 sont désignés par les mêmes références numériquesO
Sur la figure 3, la gaine de distribution i et le premier dispositif de répartition 2 sont identiques à ceux décrits dans le brevet FR nO 71 23944.
Sur la figure 3, la gaine de distribution i et le premier dispositif de répartition 2 sont identiques à ceux décrits dans le brevet FR nO 71 23944.
L'installation de climatisation comporte une pluralité de dispositifs de répartition 2 de l'air chaud ou froid, ces dispositifs étant disposés latéralement contre au moins une paroi 12 du véhicule et étant alimentés en air par une gaine de distribution d'air l.
Le gaine de distribution 1 est unique et court le long de la paroi latérale 12 du véhicule à proximité du plancher 13; sur les figures 3 à 5, elle est située au-dessus de ce plancher.
Au niveau inférieur du dispositif de répartition 2, la gaine l présente une section transversale dont la largeur est réduite vers le haut, un ou plusieurs injecteurs 4 étant disposés à la partie supérieure de cette gaine pour alimenter en air le dispositif de répartition 2.
Le dispositif de répartition 2 est constitué par un conduit vertical disposé parallèlement à la paroi 12 du véhicule et ouvert à ses deux extrémités. Ce conduit peut avantageusement être muni d'un dispositif convergent-divergent 14 comme représenté à la figure 3.
Le dispositif de répartition 2 est disposé sous une fenêtre 15 du véhicule et il occupe sensiblement toute la largeur de celle-ci.
Le dispositif de répartition 2 est disposé de sorte que les injecteurs 4 débouchent dans sa partie inférieure et qu'il subsiste, entre l'extrémité inférieure dudit canal 2 et la gaine de distribution t, un passage 16 permettant une aspiration par induction, à travers l'ouverture latérale Il dudit passage 16, de l'atmosphère ambiante qui se trouve ainsi mélangée à l'air chaud ou froid délivré par les injecteurs 4.
Les orifices d'aspiration par induction Il et de distribution d'air 5 sont protégés par des grilles 17 et 18 respectivement.
Pour une étude complète de cette partie de l'installation et de l'unité de conditionnement représentée à la figure 5 sous le plancher 13 du véhicule, on pourra se reporter au brevet FR nO 71 23944 sus-mentionne.
Conformément à l'invention, on complète l'installation qui vient d'etre décrite par des deuxièmes dispositifs de répartition 7 associés respectivement aux premiers dispositifs de répartition 2.
Chacun des deuxièmes dispositifs 7 est constitué par une enceinte 19 communiquant, d'une part, avec la gaine 1 par une ouverture 8 (voir figure .4) et, d'autre part, avec l'intérieur du véhicule par une ouverture 10 (voir figure 3).
Comme indiqué précédemment et comme représenté à la figure 4, l'ouverture 8 de communication avec la gaine l est obturable à volonté à l'aide d'un organe obturateur 9 commandé par des moyens de commande 20.
L'organe obturateur 9 est constitué par un clapet 21, formé d'un disque métallique 22 et d'un disque 23 en matériau mou (par exemple en caoutchouc) assurant l'étanchéité de l'obturation.
Les moyens de commande 20 sont constitués par exemple par un électro-aimant dont le noyau porte une tige 24 à une extrémité de laquelle est fixé le clapet 21. De préférence, l'extrémité de la tige est filetée et le clapet est fixé sur celle-ci par des écrous 25 réglables constituant une semi-articulation. Ainsi le clapet peut prendre librement, en position d'obturation, la position qui lui confère la meilleure étanchéité.
On notera que l'électro-aimant 20 est agencé de manière que le clapet soit en position d'ouverture lorsque l'électro-aimant est excité et est, au contraire, en position de fermeture, lorsque l'electro-aimant n'est pas excité, le clapet étant alors maintenu en appui sur son siège sous l'action d'un ressort de rappel 26 solidaire du noyau ou de la tige 24.
Grâce à cet agencement, lorsque l'électro-aimant est excité, son bobinage est baigné par l'air traité en circulation, ce qui évite ainsi son échauffement anormal, tandis que cette chaleur, immédiatement récupérée, contribue au chauffage du véhicule. Au contraire, en période de réfrigération, ltélectro-aimant, hors tension, ne dissipe aucune chaleur.
L'ouverture 10 de l'enceinte 19 est munie d'une grille de diffusion 27 présentant des volets déflecteurs pour diriger l'air dans la direction souhaitée, de préférence vers le plancher.
De préférence, comme représenté sur les figures 3 et 5, les enceintes 19 sont montées sur la gaine de distribution l, à l'intérieur desquelles elles sont partiellement incorporées de manière à éviter toute saillie importante, inesthétique et gênante pour les voyageurs.
Dans ces conditions, les enceintes 19 sont situées directement au voisinage du plancher 13 du véhicule et l'air chaud qui est soufflé par les ouvertures 10 (figure 3), lorsque les clapets 21 (figure 4) sont ouverts, est diffusé au niveau du plancher, de préférence sous les sièges, mais en dehors de la zone où se situent les pieds des voyageurs.
Cette disposition est la seule réalisable en pratique de façon économique dans des voitures non compartimentées (voitures "coaches"); dans ce cas on prévoit deux ensembles de distribution d'air disposés de part et d'autre du véhicule respectivement le long des deux parois latérales.
Une telle disposition peut également être adoptée pour des voitures à compartiments, comportant un couloir latéral de circulation : la répartition d'air n'est alors faite, en principe, que dans l compartiment A cet effet, on peut prévoir soit un seul deuxième dispositif de répartition 7 situé sous une seule rangée de sièges de chaque compartiment (laquelle rangée est disposée transversalementàxeduveh'icule > - comme représenté en trait plein sur la figure 5 et en ti rets sur la figure 6 -, soit deux deuxièmes dispositifs de répartition 7 situés respectivement sous les deux rangées de siège d'un même compartiment - comme représenté en trait plein et en trait mixte sur la figure 5.
Notamment dans le cas de voitures à compartiments, il est, toutefois, possible de disposer lesdeuxièmes dispositifs de répartition dans un autre emplacement. Pour obtenir une meilleure répartition à l'intérieur du compartiment de lwair chaud distribué au niveau du plancher, on peut envisager, selon une autre variante représentée en trait mixte à la figure 6 (sur laquelle les éléments identiques à ceux des figures 3 à 5 sont designés par les mêmes références numériques), qu'un seul dispositif 7 soit disposé sous une rangée de sièges, sensiblement au milieu de celle-ci ou bien que deux dispositifs 7 soient préVus dans chaque compartiment respectivement sous les deux rangées de-sièges.L'alimentation en air des dispositifs 7 s'effectue à l'aide de gaines secondaires la connectées en épi sur la gaine principale 1 et s'étendant à la base de la cloison transversale 29 du compartriment
D'une façon générale, tous les clapets 21 sont en principe commandés simultanément; toutefois, en particulier pour les voitures à compartiments, on peut prévoir une commande sélective, indépendante dans chaque compartiment.
Notamment dans le cas de voitures à compartiments, il est, toutefois, possible de disposer lesdeuxièmes dispositifs de répartition dans un autre emplacement. Pour obtenir une meilleure répartition à l'intérieur du compartiment de lwair chaud distribué au niveau du plancher, on peut envisager, selon une autre variante représentée en trait mixte à la figure 6 (sur laquelle les éléments identiques à ceux des figures 3 à 5 sont designés par les mêmes références numériques), qu'un seul dispositif 7 soit disposé sous une rangée de sièges, sensiblement au milieu de celle-ci ou bien que deux dispositifs 7 soient préVus dans chaque compartiment respectivement sous les deux rangées de-sièges.L'alimentation en air des dispositifs 7 s'effectue à l'aide de gaines secondaires la connectées en épi sur la gaine principale 1 et s'étendant à la base de la cloison transversale 29 du compartriment
D'une façon générale, tous les clapets 21 sont en principe commandés simultanément; toutefois, en particulier pour les voitures à compartiments, on peut prévoir une commande sélective, indépendante dans chaque compartiment.
Les clapets 21 sont commandés par des moyens 20 en fonction d'impulsions de commande délivrées par le système de régulation automatique du véhicule.
Comme indiqué précédemment, ltouverture des clapets entraine, au voisinage du plancher, une diffusion complémentaire d'air correspondant aux fonctions de chauffage et de. faible; réfrigération. Dans ces cas-là on souhaite en effet réduire l'agitation de l'air dans les parties hautes du véhicule et on réduit ainsi la diffusion d'air par les premiers dispositifs de répartition devant les fenêtres - la recirculation d'air ambiant par effet d'induction étant alors elle aussi réduite - sans diminuer pour autant le volume global d'air traité amené dans le véhicule ou le compartiment.
La fermeture des clapets est commandée dès que les besoins en froid atteignent un certain seuil. Celui-ci est déterminé par le système de régulation qui peut à cet effet intégrer diverses variables, comme cela est indiqué plus loin.
Dans une autre variante représentée à la figure 7 (sur laquelle des éléments identiques à ceux des figures précédentes sont désignés par les mêmes références numériques), aux dispositifs de répartition d'air 2 et 7 situés respectivement sous les fenêtrez et au voisinage du plancher on adjoint des troisièmes dispositifs de répartition disposés dans les parties hautes du véhicule.
Sur la figure 7, on a représenté schématiquement,en trait spectral et en perspective, une caisse 35 de voiture de chemin de fer à compartiments (les cloisons transversales de séparation n'étant pas représentées par souci de clarté) et à couloir latéral 36 séparé des compartiments par une cloison longitudinale 37.
Comme représenté en trait plein à: la figure 7, une gaine auxiliaire 38 de distribution d'air réfrigéré est disposée longitudinaement dans les parties hautes du véhicule, à la jonction du plafond 39 et de la cloison de couloir 37.
La gaine auxiliaire 38 alimente les troisièmes dispositifs de distribution d'air 40 qui peuvent, par exemple, être intégrés à la gaine auxiliaire et qui sont agencés pour distribuer de l'air réfrigéré à l'intérieur de chaque compartiment.
La gaine auxiliaire 38 est raccordée au dispositif de traitement de l'air 41(situé sous le plancher du véhicule et alimentant également la gaine principale 1) par l'intermédiaire d'une conduite 42.
Des moyens de réglage progressifs 43 sont prévus soit dans la conduite 42 (comme représenté à la figure 7), soit dans la gaine auxiliaire 38 pour autoriser un réglage continu du débit d'air réfrigéré propulsé dans les compartiments par les troisièmes dispositifs de répartitiOn 40.
On notera que les troisièmes dispositifs de répartition 40 ne possèdent pas de moyens d'aspiration d'air ambiant et fonctionnent donc sans induction.
A titre de variante, comme représenté en trait mixte à la figure 7, la gaine auxiliaire 40a est disposee longi- tudinalement dans l'axe des compartiments et l'air réfrigéré est diffusé dans les compartiments par les troisièmes dispositifs de répartition à travers un plafond perforé.
Les moyens de réglage 43 sont commandés par le système de régulation de manière telle que les troisièmes dispositifs de répartition soient alimentés en air réfrigéré seulement lorsque les besoins en réfrigération du véhicule sont importants.
Dans ces conditons le fonctionnement de l'ensemble de l'installation de climatisation peut s'effectuer de la manière suivante lorsque le véhicule a besoin d'être préchauffé, chauffé, ou faiblement refroidi, l'air traité est distribué par les premiers et les deuxièmes dispositifs de rtitin,respoetituent2et7; - sur-certains types de véhicules, en régime intermédiaire, l'air peut être distribué par les seuls premiers dispositifs de répartition 2 - lorsque le véhicule a besoin d'une réfrigération importante,
i 'air est distribué par les premiers et troisièmesdisposi
tifs de répartition respectivement 2 et 40.
i 'air est distribué par les premiers et troisièmesdisposi
tifs de répartition respectivement 2 et 40.
Dans ce dernier cas,SpE êearantayeux de faire en sorte que de l'air réfrigéré soi4 ent dstibué arie duxièmes dispositifs de répartition 7. il est alors souhaitable que le débit d'air distribué par les deuxièmes dispositifs de répartition 7 puisse être réglé de façon continue : à la commande par "tout ou rien" précédemment envisagée, il convient de substituer des moyens de réglage progressif, également commandés par le système de régulation.
Dans l'une ou l'autre des variantes qui viennent d'être décrites, la sélection du fonctionnement en chauffage ou en réfrigération, et éventuellement la sélection des dispositifs de répartition est effectuée par le système de régulation qui détecte des conditions prédéterminées.
Cette détection peut être réalisée de façon simple par une sonde de température extérieure située par exemple sous le véhicule (sonde 30 sur la figure 5) et qui indique au régulateur 31 les besoins en chauffage et en froid, ou encore la température au-dessous de laquelle les besoins en froid sont normalement inférieurs au seuil considéré.
On peut aussi envisager de n'alimenter les deuxièmes et ou les troisiemes dispositifs de répartition 2 que lorsque latenpe'ratuennede l'air soufflé est supérieure à une certaine valeur, la détection étant alors effectuée par une sonde 32 disposée dans la gaine de distribution 1.
On peut également asservir le fonctionnement des clapets à la température ambiante du véhicule ou des compartiments détectée par une ou plusieurs sondes 33.
On peut encore conditionner le fonctionnement des clapets en fonction d'une combinaison de tout ou partie des grandeurs ci-dessus mentionnées, intégrées par le régulateur 31 qui tient ainsi compte directement de la charge thermique du véhicule, de laquelle dépend le choix et le niveau de la fonction à assurer (chauffage ou réfrigération).
On pourrait enfin prévoir que le régulateur prenne en ligne de compte d'autres paramètres, tels que le degré hygrométrique de l'air ambiant dans les compartiments, la vitesse de circulation du véhicule, l'inertie thermique du véhicule, l'ensoleillement, etc.
Ainsi, le régulateur, informé de l'état thermique du véhicule, est en mesure de régler à la fois la puissance de climatisation nécessaire et le mode de répartition d'air le mieux adapté.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire toutes les variantes.
Claims (15)
1. Installation de climatisation, par soufflage d'air chaud ou froid, provenant de moyens de climatisation, pour véhicule de transport en commun, comportant des premiers dispositifs de répartition localisés alimentés chacun, à partir d'une gaine de distribution, de façon permanente par au moins un injecteur, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des deuxièmes dispositifs de répartition localisés alimentés chacun de façon intermittente à partir de la gaine de distribution et comprenant au moins un organe obturateur réglable à volonté.
2. Installation de climatisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les premiers dispositifs de répartition localisés débouchent latéralement sous les fenêtres du véhicule et en ce que les deuxièmes dispositifs de répartition localisés débouchent au voisinage du plancher du véhicule.
3. Installation de climatisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les premiers dispositifs de répartition localisés comportent des moyens permettant une aspiration par induction de l'atmosphère ambiante qui se trouve ainsi mélangée à l'air chaud ou froid délivré par les injecteurs.
4. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des troisièmes dispositifs de répartition alimentés chacun à partir d'une gaine de distribution auxiliaire reliée aux moyens de climatisation et comprenant au moins un organecbturateur réglable à volonté.
5. Installation de climatisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que les troisièmes dispositifs de répartition débouchent au voisinage du plafond du véhicule.
6. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications l à 5, caractérisée en ce que chaque organe obturateur est commandé -par des moyens de commande de manière telle que l'organe obturateur soit en position d'ouverture lorsque les moyens de commande sont excités et en position de fermeture lorsque les moyens de commande ne sont pas excités.
7. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications l, 2, 5 et 6, caractérisée en ce que chaque organe à obturateur des deuxièmes et/ou des troisièmes dispositifs de réparti tion est du type "Tout ou rien" et est constitué par un clapet coopérant avec un orifice de communication faisant communiquer le duKiXse dispositif de répartition et la gaine de distribution et en ce que les moyens de commande sont constitués par un électroaimant, une tige solidaire du noyau de celui-ci portant le susdit clapet.
8. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications l à 6, caractérisé en ce que chaque organe obturateur des deuxièmes etitroisièmes dispositifs de répartition est à réglage progressif.
9. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications l à 8, caractérisée en ce qu'elle est placée sous la dépendance d'une sonde de température extérieure disposée sous le véhicule.
10. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est placée sous la dépendance d'au moins unie sonde de température disposée dans la gaine de distribution et apte à intégrer une température moyenne.
11. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est placée sous la dépendance d'au moins une sonde sensible aux conditions ambiantes règnant à l'intérieur du véhicule, notamment aux conditions de température et/ou d'hygrométrie.
12. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deuxièmes dispositifs de répartition sont aptes à délivrer un débit d'air pouvant atteindre la moitié de celui délivré par les injecteurs des premiers dispositifs de répartition.
13. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deuxièmes et troisièmes dispositifs de répartition comprennent chacun une enceinte en forme de boite s'ouvrant, d'un côté, respectivement dans la gaine de distribution et dans la gaine de distr7bution auxiliaire et, de l'autre côté, dans le véhicule par une ouverture munie de moyens déflecteurs pour diriger l'air dans la direction souhaitée.
14. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deuxièmes et troisièmes dispositifs de répartition sont incorporés respectivement à la gaine de distribution et à la gaine de distribution auxiliaire.
15. Installation de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deuxièmes et troisièmes dispositifs de répartition sont en nombre approximativement égal au nombre ou au double du nombre des premiers dispositifs de répartition.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| FR7918958A FR2461606A1 (fr) | 1979-07-23 | 1979-07-23 | Perfectionnements apportes aux installations de climatisation pour vehicules de transport en commun |
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