FR2766427A1

FR2766427A1 - Air conditioner for compartmented vehicle,

Info

Publication number: FR2766427A1
Application number: FR9709598A
Authority: FR
Inventors: Alain Charnavel
Original assignee: HISPACOLD FRANCE
Current assignee: HISPACOLD FRANCE
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-01-29
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: FR2766427B1

Abstract

The vehicle air conditioner consists of units, which are connected together by pipes (14 and 28). It consists of a compressor (10), mounted in the engine compartment, a condenser (16), fitted on the roof and evaporators (24), each with the means to circulate air. Each evaporator is fitted into the arched roof of the cells of the vehicle and has a system for directional control of the output (34).

Description

AGENCEMENT DE MOYENS DE CLIMATISATION D'UN VEHICULE DE
GRANDES DIMENSIONS, NOTAMMENT D'UN AUTOBUS OU D'UN AUTOCAR
La présente invention concerne un agencement particulier de moyens de climatisation en vue d'obtenir une homogénéité des températures entre les différentes zones d'un volume important comme la cellule d'un véhicule de transport en commun tel qu'un autobus ou un autocar. Pour la suite de la description, on emploiera "autobus" indifféremment pour désigner un autobus ou un autocar ou tout autre véhicule de ce type.ARRANGEMENT OF MEANS FOR AIR CONDITIONING A VEHICLE
LARGE DIMENSIONS, ESPECIALLY A BUS OR COACH
The present invention relates to a particular arrangement of air conditioning means with a view to obtaining temperature uniformity between the different zones of a large volume such as the cell of a public transport vehicle such as a bus or coach. For the remainder of the description, "bus" will be used interchangeably to designate a bus or a coach or any other vehicle of this type.

On cherche de plus en plus à améliorer le confort des passagers des autobus et, plus particulièrement dans les pays ou régions chaudes, la climatisation est nécessaire. There is an increasing effort to improve the comfort of bus passengers and, more particularly in hot countries or regions, air conditioning is necessary.

Les différents problèmes des autobus sont notamment que
- la cellule est soumise à des circulations d'air intérieur/extérieur durant
les ouvertures ou fermeture des portes, et
- les parois latérales, frontale et arrière sont vitrées sur une grande
surface,
ce qui crée des déperditions importantes de froid et des pénétrations importantes du rayonnement solaire.The different problems of buses include that
- the cell is subjected to indoor / outdoor air circulation during
door openings or closings, and
- the side, front and rear walls are glazed over a large
area,
which creates significant losses of cold and significant penetration of solar radiation.

De ce fait, il est difficile de faire régner une bonne homogénéité des températures dans ladite cellule. Les écarts peuvent être importants d'une zone à l'autre surtout lorsque l'on sait aussi que la répartition et la densité des passagers varient aussi en fonction du type de place, assise ou debout. Therefore, it is difficult to enforce good temperature uniformity in said cell. The differences can be significant from one zone to another, especially when we also know that the distribution and density of passengers also vary depending on the type of seat, seated or standing.

On sait que les moyens de climatisation comprennent un compresseur logé dans le compartiment moteur puisqu'il est entraîné mécaniquement par le moteur à explosion de l'autobus. Dans certains cas le compresseur comprend deux unités en fonction des besoins et/ou pour alimenter des zones différentes mais ceci n'est qu'un mode de réalisation particulier et pour la suite de la description, on appelle compresseur cet ensemble de compression du fluide frigorigène. It is known that the air conditioning means comprise a compressor housed in the engine compartment since it is mechanically driven by the internal combustion engine of the bus. In some cases the compressor includes two units depending on needs and / or to supply different areas but this is only a particular embodiment and for the rest of the description, this compressor refrigerant assembly is called compressor .

La liquéfaction du fluide frigorigène est obtenue dans un condenseur à simple ou double circuit qui refroidit le gaz haute pression chaud sorti du compresseur. The liquefaction of the refrigerant is obtained in a single or double circuit condenser which cools the hot high pressure gas leaving the compressor.

Ce gaz frigorigène liquéfié, sous haute pression, est accumulé dans des réservoirs tampons et filtré pour supprimer toute trace d'eau notamment. This liquefied refrigerant gas, under high pressure, is accumulated in buffer tanks and filtered to remove all traces of water in particular.

Ce condenseur est disposé dans une zone extérieure à la cellule, en toiture ou dans le châssis par exemple, pour permettre l'évacuation de l'air chaud. This condenser is placed in an area outside the cell, on the roof or in the chassis for example, to allow the evacuation of hot air.

II est ensuite prévu des évaporateurs dont la fonction est de détendre le liquide haute pression pour le ramener sous forme de gaz à basse pression à travers les tubes de batteries d'échangeurs, les frigories engendrées par la détente étant absorbées par l'air qui est mis en circulation forcée à travers l'échangeur grâce à des motoventilateurs pilotés. Evaporators are then provided, the function of which is to relax the high pressure liquid in order to bring it in the form of low pressure gas through the tubes of exchanger batteries, the frigories generated by the expansion being absorbed by the air which is forced circulation through the exchanger by means of piloted fans.

Dans des agencements connus de l'art antérieur, les échangeurs sont disposés en quinconce, dans les angles opposés que fait le toit avec chacune des parois latérales. In arrangements known from the prior art, the exchangers are staggered, in the opposite angles made by the roof with each of the side walls.

Ceci laisse des zones particulièrement mal climatisées et les écarts de température sont importants. This leaves areas that are particularly poorly air-conditioned and the temperature differences are significant.

De plus, on note un phénomène de bouclage dans les flux d'air au niveau de chaque échangeur. Les motoventilateurs d'un échangeur qui font circuler l'air ambiant à travers les tubes de l'échangeur ont tendance aussi à aspirer une partie du flux de l'air refroidi car la distance entre les prises d'air et les bouches de rejet est réduite. In addition, there is a looping phenomenon in the air flows at each exchanger. The motorized fans of an exchanger which circulate the ambient air through the tubes of the exchanger also tend to draw part of the flow of cooled air because the distance between the air intakes and the exhaust outlets is scaled down.

Une autre disposition prévoit la mise en place de l'évaporateur sur le toit avec une diffusion en partie centrale, le long du couloir central, généralement prévu dans les cellules d'autobus. Another provision provides for the installation of the evaporator on the roof with a distribution in the central part, along the central corridor, generally provided in the bus cells.

Outre le fait que cette disposition est inesthétique, I'efficacité est médiocre car les zones latérales fortement sollicitées par le rayonnement solaire sont éloignées de l'émission d'air refroidi. In addition to the fact that this arrangement is unsightly, the efficiency is poor since the lateral zones highly stressed by the solar radiation are distant from the emission of cooled air.

Dans ce cas, le phénomène de bouclage est encore plus important car l'aspiration est faite aussi en partie centrale. In this case, the looping phenomenon is even more important because the suction is also made in the central part.

La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients précités et de proposer un agencement qui conduit à une homogénéité tout à fait satisfaisante, qui utilise les mêmes moyens de production de froid, qui supprime grandement les effets de bouclage, qui est aisé à mettre en oeuvre et qui est d'un caractère esthétique certain puisque tous les éléments situés dans la cellule sont intégrés, sans faire saillie dans la cellule. The object of the present invention is to overcome the above-mentioned drawbacks and to propose an arrangement which leads to completely satisfactory homogeneity, which uses the same means of producing cold, which greatly eliminates the effects of looping, which is easy to set work and which is of a certain aesthetic nature since all the elements located in the cell are integrated, without protruding into the cell.

A cet effet, selon l'invention, I'agencement de moyens de climatisation d'une cellule d'un véhicule tel qu'un autobus, ces moyens étant reliés par des conduites adaptées et comprenant au moins un compresseur généralement disposé dans le compartiment moteur, un condenseur de préférence disposé sous le toit et au moins un évaporateur avec au moins des moyens de circulation forcée de l'air, se caractérise en ce que chaque évaporateur est disposé en voussoir dans ladite cellule et comprend au moins un point de Idiffusion décalé, relié aux moyens de circulation forcée par une conduite souple. To this end, according to the invention, the arrangement of air conditioning means of a cell of a vehicle such as a bus, these means being connected by suitable pipes and comprising at least one compressor generally disposed in the engine compartment. , a condenser preferably placed under the roof and at least one evaporator with at least means for forced air circulation, is characterized in that each evaporator is arranged in a segment in said cell and comprises at least one point of diffusion offset , connected to the means of forced circulation by a flexible pipe.

Selon un agencement particulier de l'invention, la conduite souple est du type "boa", en matière plastique. According to a particular arrangement of the invention, the flexible pipe is of the "boa" type, made of plastic.

Chaque évaporateur comprend de plus au moins un point de diffusion directe. Each evaporator further comprises at least one direct diffusion point.

Selon une autre caractéristique, les points de diffusion directe sont de type gros débit dans les zones chaudes comme les zones palières, les platesformes et les zones avant et arrière et de type à débit réglable dans les autres zones. According to another characteristic, the direct diffusion points are of the high flow type in the hot zones such as the landing zones, the platforms and the front and rear zones and of the adjustable flow type in the other zones.

Préférentiellement, les moyens de circulation forcée comprennent des turbines à sortie tangentielle. Preferably, the means of forced circulation comprise turbines with tangential outlet.

L'invention est maintenant décrite selon un mode de réalisation particulier, non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels, les différentes figures représentent:
- figure i, une vue schématique des éléments de l'agencement selon
l'invention,
- figure 2, une vue de l'agencement des évaporateurs et des diffuseurs
dans une cellule d'autobus,
- figure 3, une vue schématique de l'implantation des diffuseurs
rattachés à chacun des évaporateurs,
- figure 4, une vue de détail des diffuseurs rattachés à un même
évaporateur, et
- figure 5, une vue des descentes d'eau de dégivrage des évaporateurs.The invention is now described according to a particular, nonlimiting embodiment, with reference to the appended drawings in which the various figures represent:
- Figure i, a schematic view of the elements of the arrangement according to
the invention,
- Figure 2, a view of the arrangement of evaporators and diffusers
in a bus cell,
- Figure 3, a schematic view of the location of the diffusers
attached to each of the evaporators,
- Figure 4, a detailed view of the diffusers attached to the same
evaporator, and
- Figure 5, a view of the descents of defrosting water from the evaporators.

Sur la figure 1, on a représenté le schéma d'une installation comprenant un compresseur 10 entraîné mécaniquement par le moteur 1 2 de i'autobus. Le gaz frigorigène est comprimé sous haute pression avec une élévation simultanée de la température et conduit par la canalisation 1 4 vers le condenseur 16. In Figure 1, there is shown the diagram of an installation comprising a compressor 10 mechanically driven by the engine 1 2 of the bus. The refrigerant gas is compressed under high pressure with a simultaneous rise in temperature and led by line 1 4 to the condenser 16.

Le condenseur 1 6 comprend une batterie de ventilateurs qui, par refroidissement, amène le gaz de l'état gazeux sous haute pression à l'état liquide sous haute pression. The condenser 1 6 comprises a battery of fans which, by cooling, brings the gas from the gaseous state under high pressure to the liquid state under high pressure.

Ce gaz est ensuite déshydraté dans une cartouche 18, de façon connue, avant d'être stocké temporairement dans des réservoirs tampons 20, sous forme liquide haute pression. This gas is then dehydrated in a cartridge 18, in a known manner, before being temporarily stored in buffer tanks 20, in high pressure liquid form.

Suivant les commandes d'une électronique 21 de pilotage et grâce à des vannes 22, en fonction des paramètres de l'installation, ce gaz liquide sous pression est délivré à travers le réseau 23 à des évaporateurs 24 muni chacun de moyens 26 de détente en sorte de profiter de cette détente du gaz et du changement de phase pour générer des frigories. Le fluide frigorigène, à l'état gazeux et sous basse pression, est ramené vers le compresseur par une canalisation 28. According to the controls of an electronic control unit 21 and thanks to valves 22, depending on the parameters of the installation, this pressurized liquid gas is delivered through the network 23 to evaporators 24 each provided with means 26 for expansion in so take advantage of this gas expansion and phase change to generate frigories. The refrigerant, in gaseous state and under low pressure, is brought back to the compressor by a pipe 28.

Ces frigories sont transférées à une masse d'air à refroidir par des tubes échangeurs à ailettes non représentés mais bien connus de l'homme de l'art. These frigories are transferred to an air mass to be cooled by finned exchanger tubes not shown but well known to those skilled in the art.

Cette masse d'air est généralement en circulation forcée à travers les tubes échangeurs des évaporateurs. This mass of air is generally in forced circulation through the evaporator exchanger tubes.

En se reportant à la figure 2, on appréhende mieux encore la disposition des éléments énumérés à partir de la figure 1, une fois installés dans une cellule d'autobus. Referring to Figure 2, we can better understand the arrangement of the elements listed from Figure 1, once installed in a bus cell.

Le compresseur est logé dans le compartiment moteur 30 tandis que le condenseur est rapporté sous le toit 32. The compressor is housed in the engine compartment 30 while the condenser is attached under the roof 32.

Les évaporateurs 24, quant à eux, sont logés dans les voussoirs 25 de la cellule, c'est à dire dans les angles que font les parois latérales de la cellule avec le toit, les évaporateurs pouvant alors être dissimulés de façon aisée par des panneaux. The evaporators 24, for their part, are housed in the segments 25 of the cell, that is to say in the angles formed by the side walls of the cell with the roof, the evaporators then being able to be easily concealed by panels .

L'invention propose de disposer ces évaporateurs en voussoir 25 mais aussi de prévoir des points 34 de diffusion, multiples et répartis en fonction des zones traitées. The invention proposes to have these evaporators in segment 25 but also to provide distribution points 34, multiple and distributed according to the areas treated.

C'est ainsi que sur la figure 3, on a repris les évaporateurs de la figure 2 mais en adjoignant les points de diffusion. Thus in Figure 3, we took the evaporators of Figure 2 but adding the scattering points.

Les évaporateurs sont équipés, dans le mode de réalisation particulier selon l'invention, de ventilateurs à turbines tangentielles. The evaporators are equipped, in the particular embodiment according to the invention, with fans of tangential turbines.

Pour donner un exemple, chaque turbine génère un débit de 250 m3/h et chaque évaporateur comprend trois groupes avec deux turbines chacun, soit six sorties. En fonction des besoins, les sorties sont de type à gros débit ou de type à fente, éventuellement à débit réglable. To give an example, each turbine generates a flow rate of 250 m3 / h and each evaporator comprises three groups with two turbines each, ie six outlets. Depending on requirements, the outputs are of the high flow type or of the slit type, possibly with adjustable flow.

Sur la figure 3, les évaporateurs sont référencés 1, 2, 3 et 4 et les sorties sont référencées ê à f. In FIG. 3, the evaporators are referenced 1, 2, 3 and 4 and the outputs are referenced ê to f.

Sur l'avant du véhicule, les sorties a1, b1, a2 et b2 sont des sorties à gros débit car d'une part il est prévu une ouverture l avec porte, à droite, pour les passagers donc un apport d'air extérieur chaud régulier à l'encontre duquel il convient de lutter en créant une barrière froide et d'autre part on se trouve à l'avant du véhicule qui comprend un panneau vitré supplémentaire de grande surface, le pare-brise, qui vient augmenter la pénétration des calories. On the front of the vehicle, the exits a1, b1, a2 and b2 are high-speed exits because on the one hand there is an opening l with door, on the right, for the passengers therefore a supply of hot outside air regular against which it is necessary to fight by creating a cold barrier and on the other hand we are at the front of the vehicle which includes an additional large glass panel, the windshield, which increases the penetration of calories.

On note que les évaporateurs correspondants sont éloignés de ces sorties gros débit, ce qui limite considérablement les phénomènes de bouclage. It is noted that the corresponding evaporators are far from these high flow outputs, which considerably limits the looping phenomena.

Seules les sorties cî et e2 sont soumises à un tel phénomène mais il faut néanmoins prévoir une source de frigories pour la zone située sous chaque évaporateur. Ce phénomène de bouclage est quand même limité par le fait que l'air aspiré l'est en partie supérieure de l'évaporateur au sein du voussoir, ce qui limite les recirculations par des barrières physiques constituées par les compartiments dudit voussoir eux-mêmes. Only the outputs cî and e2 are subject to such a phenomenon but it is nevertheless necessary to provide a source of frigories for the zone located under each evaporator. This looping phenomenon is nevertheless limited by the fact that the air sucked in is at the top of the evaporator within the segment, which limits recirculation by physical barriers constituted by the compartments of said segment themselves.

Les sorties Ad et e1, comme ç2, d2 et t2 travaillent dans des conditions idéales puisque l'air froid descend le long des surfaces vitrées latérales, ce qui crée une barrière froide permettant de maintenir un noyau central dans la cellule, isolé de l'extérieur, facile à maintenir en température sensiblement constante. Or c'est dans ce noyau que se situe la majorité de passagers. The outputs Ad and e1, like ç2, d2 and t2 work in ideal conditions since the cold air descends along the side glass surfaces, which creates a cold barrier allowing to maintain a central nucleus in the cell, isolated from the outside, easy to maintain at a substantially constant temperature. It is in this core that the majority of passengers are located.

On note que fl et a3 sont des sorties gros débit sans phénomène de bouclage, disposées au-dessus de la porte il, zone de fort échange ainsi que cela a été vu. It is noted that fl and a3 are high-speed outputs without looping phenomenon, arranged above the gate it, zone of strong exchange as has been seen.

Les sorties b3 et b4 sont identiques aux sorties A et e2. Outputs b3 and b4 are identical to outputs A and e2.

Les sorties a4, c4, c14 et e4 sont des sorties à fentes telles que dl. The outputs a4, c4, c14 and e4 are slotted outputs such as dl.

II convient de prendre en compte l'agencement en partie arrière qui comprend deux sorties gros débit d3 et e3 justifiées par la porte 111, et une autre sortie gros débit f3 justifiée par la surface vitrée supplémentaire due à la face arrière vitrée. La sortie 9: est la sortie symétrique de 3 pour le côté gauche. It is necessary to take into account the arrangement in the rear part which comprises two high flow outputs d3 and e3 justified by the door 111, and another large flow output f3 justified by the additional glazed surface due to the glazed rear face. Output 9: is the symmetrical output of 3 for the left side.

On note que l'intégration dans les voussoirs est un avantage certain car il permet une bonne répartition des évaporateurs dans des endroits difficilement aménageables et généralement perdus, qui correspondent aux zones adaptées à une bonne répartition, à savoir sur le côté droit, entre les portes, et tout le long du côté gauche, sans porte. It is noted that the integration in the segments is a definite advantage because it allows a good distribution of the evaporators in places which are difficult to arrange and generally lost, which correspond to the zones adapted to a good distribution, namely on the right side, between the doors. , and all along the left side, without door.

De facon préférentielle, les liaisons d'adduction d'air froid entre les évaporateurs et les sorties sont réalisées par des "boas" 36, c'est à dire des tubes annelés flexibles qui autorisent un cheminement à circonvolutions en fonction des encombrements des voussoirs. Preferably, the cold air supply connections between the evaporators and the outlets are produced by "boas" 36, that is to say flexible corrugated tubes which allow a convolution path according to the dimensions of the segments.

Ces tubes sont réalisés en matière plastique, ce qui évite la condensation de l'humidité ambiante sur la surface extérieure. These tubes are made of plastic, which prevents condensation of ambient humidity on the exterior surface.

Par contre, il faut prévoir l'évacuation de l'eau condensée sous forme de glace sur les ailettes des tubes échangeurs. On the other hand, provision must be made for the evacuation of condensed water in the form of ice on the fins of the exchanger tubes.

Un schéma, figure 5, montre les doubles sorties par évaporateur, vers l'extérieur, par simple gravité puisque les évaporateurs sont en point haut. A diagram, Figure 5, shows the double outputs by evaporator, to the outside, by simple gravity since the evaporators are in high point.

On note aussi comme autre avantage de la présente invention, que l'air froid est généré en partie haute et a une tendance naturelle à descendre, ce qui assure une convection de l'air dans la cellule. It is also noted as another advantage of the present invention, that cold air is generated at the top and has a natural tendency to descend, which ensures convection of the air in the cell.

On constate aussi que la répartition des évaporateurs dans les zones adéquates conduit à des longueurs de boas relativement faibles, ce qui évite aussi les déperditions tout en maintenant les voussoirs refroidis, ce qui est une barrière supplémentaire dans une zone proche du toit et soumise à un fort apport de calories qu'il convient de limiter. It can also be seen that the distribution of the evaporators in the appropriate zones leads to relatively short boa lengths, which also avoids losses while keeping the segments cooled, which is an additional barrier in an area close to the roof and subjected to a high intake of calories that should be limited.

Cet agencement est particulièrement avantageux tant du point de vue des facilités d'intégration et de l'esthétique qui en résultent que de la qualité de la répartition des frigories, ce qui homogénéise parfaitement la température dans la cellule. This arrangement is particularly advantageous both from the point of view of the integration facilities and the aesthetics which result therefrom, as well as the quality of the distribution of the frigories, which perfectly homogenizes the temperature in the cell.

Dans certaines cellules, les portes sont limitées en nombre mais certaines zones à plus grande densité mériteront des sorties à gros débits, comme les plates-formes où les passagers sont debout. In some cells, the doors are limited in number but certain areas with higher density will deserve exits with high flows, such as the platforms where the passengers are standing.

L'homme de l'art a l'obligation d'ajuster les débits en fonction des dimensions de la cellule ou d'autres paramètres comme la qualité de l'isolation des parois ou de la surface vitrée. Those skilled in the art have the obligation to adjust the flow rates according to the dimensions of the cell or other parameters such as the quality of the insulation of the walls or of the glazed surface.

Claims

1. Arrangement of air conditioning means of a cell of a vehicle such as a bus, these means being interconnected by suitable pipes (14, 28) and comprising at least one compressor (10) generally arranged in the compartment (30) motor, a condenser (16), preferably placed under the roof (32) and at least one evaporator (24) with at least means for forced air circulation, characterized in that each evaporator (24) is arranged in a segment (25) in said cell and comprises at least one point (34) of offset diffusion, connected to the means of forced circulation by a flexible pipe (36).

2. Arrangement of air conditioning means according to claim 1, characterized in that the flexible pipe (36) is of the boa type, made of plastic.

3. Arrangement of air conditioning means according to claim 1 or 2, characterized in that each evaporator (24) comprises at least one point (34) of direct diffusion.

4. Arrangement of air conditioning means according to claim 1,2 or 3, characterized in that the points (34) of direct diffusion are of high flow type in hot areas such as landing zones (I, II, III), platforms and the front and rear zones and with adjustable flow in the other zones.

5. Arrangement of air conditioning means according to any one of the preceding claims, characterized in that the forced circulation means comprise turbines with tangential outlet.