FR3031700A1 - Dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile, comportant : - un échangeur de chaleur (3) apte à échanger de la chaleur avec un flux d'air (FA) destiné à être conditionné, - un boîtier (5) maintenant l'échangeur de chaleur (3), - un canal de contournement (7) apte à dévier de l'échangeur de chaleur (3) au moins une partie dudit flux d'air (FA) et adjacent audit échangeur de chaleur (3). Le boîtier (5) maintenant l'échangeur de chaleur (3) comprend une ouverture (9) de communication avec le canal de contournement (7) de sorte qu'une partie du canal de contournement (7) soit formée par une face (11) de l'échangeur de chaleur (3) orientée parallèlement à la direction d'un flux d'air (FA) traversant l'échangeur de chaleur.

Description

Dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile La présente invention concerne un dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile.

L'invention s'applique notamment à des dispositifs de conditionnement thermique pour véhicule automobile, c'est-à-dire des dispositifs ayant notamment pour fonction de chauffer, de refroidir, de filtrer et/ou déshumidifier l'air injecté dans l'habitacle. Un tel dispositif comporte classiquement un circuit de fluide 10 frigorigène comprenant un évaporateur apte à échanger de la chaleur avec un flux d'air destiné à déboucher dans l'habitacle du véhicule, et un compresseur. Pour diminuer la consommation énergétique d'un tel dispositif, il est connu d'équiper le dispositif d'un moyen de contournement du flux d'air 15 de l'évaporateur apte à dévier de l'évaporateur, en fonction de sa position, une partie du flux d'air. En aval de l'évaporateur, on mélange le flux d'air détourné avec le flux d'air ayant traversé l'évaporateur pour obtenir la température de consigne souhaitée. Avec de tels moyens de contournement, il est possible de faire 20 fonctionner le compresseur de façon cyclique avec un meilleur rendement, en particulier lorsqu'il s'agit d'un compresseur à cylindrée variable. En effet, dans ce dernier cas, on fait fonctionner le compresseur seulement de façon cyclique avec une cylindrée élevée et donc un meilleur rendement. Un problème constant des dispositifs de conditionnement thermique 25 cherche à diminuer leur encombrement tout en gardant une bonne efficacité et un rendement important.

La présente invention vise à optimiser l'encombrement d'un dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile, comportant : - un échangeur de chaleur apte à former un évaporateur, l'échangeur de chaleur étant apte à échanger de la chaleur avec un flux d'air destiné à être conditionné, - un boîtier maintenant l'échangeur de chaleur, - un canal de contournement apte à dévier de l'échangeur de chaleur au moins une partie dudit flux d'air et adjacent audit échangeur de chaleur, caractérisé en ce que le boîtier maintenant l'échangeur de chaleur comprend une ouverture de communication avec le canal de contournement de sorte qu'une partie du canal de contournement soit formée directement par une face de l'échangeur de chaleur orientée parallèlement à la direction d'un flux d'air traversant l'échangeur de chaleur. On économise ainsi une partie de paroi du boîtierainsi qu'une partie de joint d'étanchéité associée de sorte que l'encombrement du dispositif de conditionnement thermique peut être réduit, notamment sa hauteur, ce qui est important car ces dispositifs sont généralement installés en dessous de la planche de bord dans un espace très réduit. L'invention peut présenter un ou plusieurs des aspects suivants pris seuls ou en combinaison : La face de l'échangeur de chaleur formant une partie du canal de contournement peut être la face supérieure de l'échangeur de chaleur.

L'ouverture de communication s'étend par exemple sur une largeur comprise entre entre 50% et 90%, de préférence 80%, de la largeur de l'échangeur de chaleur. Selon un aspect, un volet est disposé dans le canal de contournement et contrôlable en position entre une position de fermeture dans laquelle aucun flux n'est dévié de l'échangeur de chaleur et une multitude de positions d'ouverture dans lesquelles une partie du flux est déviée de l'échangeur de chaleur en fonction de la position d'ouverture. Le volet peut être disposé en aval de l'ouverture de communication ou 10 en variante être disposé au-dessus de l'ouverture de communication. Le canal de contournement forme par exemple une fente possédant notamment une section transversale rectangulaire et d'une hauteur comprise en particulier entre 5 et 30mm, de préférence 20mm. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la 15 description de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est un schéma de principe selon une vue partielle en coupe d'un dispositif thermique de conditionnement thermique selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un 20 dispositif thermique de conditionnement selon l'invention, coupé au niveau de l'échangeur de chaleur selon une coupe frontale. Dans la présente description, on entend par « en amont » qu'un élément est placé avant un autre par rapport au sens de circulation du 25 fluide. A contrario, on entend par « en aval » qu'un élément est placé après un autre par rapport au sens de circulation du fluide. Par supérieur, inférieur, haut et bas, on se réfère à la disposition des éléments sur les figures, ce qui correspond généralement à la disposition des éléments à l'état monté dans un véhicule automobile. Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la 5 description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées pour fournir 10 d'autres réalisations. Les figures 1 et 2 montrent respectivement d'une part un schéma de principe d'une vue partielle en coupe transversale et d'autre part une vue de coupe frontale schématique d'un mode de réalisation dispositif 1 de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule 15 automobile. Un tel dispositif 1 de conditionnement thermique est également désigné par HVAC pour « Heating, Ventilation and Air Conditionning » en anglais (chauffage, ventilation et conditionnement d'air en français). Ce dispositif 1 de conditionnement thermique comprend en particulier un échangeur de chaleur 3 apte à former un évaporateur. 20 L'échangeur de chaleur 3 est par exemple formé d'une succession de tubes plats empilés et brasés ensemble à l'intérieur desquels circule un fluide caloporteur. L'échangeur de chaleur 3 est traversé par un flux d'air FA qui cède ses calories au fluide caloporteur et est ainsi refroidi. Entre les tubes 25 plats sont généralement disposées des ailettes permettant d'augmenter la surface d'échange avec l'air qui traverse l'échangeur de chaleur 3.

Bien entendu, le dispositif de conditionnement thermique 1 peut comporter d'autres échangeurs de chaleur, notamment un échangeur apte à former un condenseur ou encore un radiateur. Selon une variante, l'échangeur de chaleur 3 peut être un 5 évaporateur simple. Selon une autre variante, l'échangeur de chaleur 3 peut être un évaporateur -stockeur. Un évaporateur apte à stocker des frigories, également appelé évaporateur-stockeur, est connu par exemple des documents FR 2 847 973 10 et FR 2 878 613. Un tel évaporateur comporte par exemple un réservoir contenant un matériau à changement de phase (également connu sous l'abréviation anglaise PCM pour « Phase-Change Material »), apte à se solidifier ou à se liquéfier. Par ce changement de phase, un tel matériau permet de stocker de l'énergie calorifique ou des frigories sous forme de 15 chaleur latente de solidification ou de liquéfaction. Ces frigories stockées peuvent être restituées à un flux d'air, de manière à le refroidir, en particulier lorsque le compresseur est arrêté. Les matériaux à changement de phase les plus classiquement utilisés sont des paraffines, dont le point de liquéfaction est compris entre 5 °C et 12 °C. 20 De préférence, un ventilateur V permet de faire circuler le flux d'air FA au travers l'échangeur de chaleur 3. Le ventilateur est généralement sous la forme d'un pulseur, l'air étant ainsi issu d'un Groupe Moto-Ventilateur présent dans le HVAC. L'échangeur de chaleur 3 est maintenu dans un boîtier 5, par 25 exemple réalisé en matière plastique.

Le dispositif 1 de conditionnement thermique comprend de plus, adjacent à l'échangeur de chaleur 3, un canal de contournement 7 apte à dévier de l'échangeur de chaleur 3 au moins une partie dudit flux d'air. Afin de réduire l'encombrement du dispositif 1 de conditionnement 5 thermique 1, le boîtier 5 maintenant l'échangeur de chaleur 3 comprend une ouverture 9 de communication avec le canal de contournement 7 de sorte qu'une partie du canal de contournement 7 soit formée directement par une face 11 de l'échangeur de chaleur 3 orientée parallèlement au flux d'air traversant l'échangeur de chaleur 3. On comprend donc que 10 l'échangeur de chaleur 3 est en particulier maintenu par des côtés latéraux 5A et 5B. Comme on le voit sur les figures 1 et 2, la face de l'échangeur de chaleur 3 formant une partie du canal de contournement 7 est la face supérieure 11 de l'échangeur de chaleur 3. Il est ainsi possible de limiter la 15 quantité de condensats qui sont naturellement entraînés vers le bas du boîtier. De plus, le maintien de l'échangeur de chaleur 3 est complété par des fixations latérales 17 situées sur la face supérieure 11 de l'échangeur 3. Les fixations latérales 17 peuvent être une partie intégrante du boîtier 5 20 maintenant l'échangeur de chaleur 3 ou des fixations rajoutées. L'ouverture 9 de communication s'étend par exemple sur une largeur comprise entre 50% et 80%, de préférence 80% de la largeur L de l'échangeur de chaleur 3. Afin de pouvoir réguler le flux d'air contournant l'échangeur de 25 chaleur 3, un volet 13 est disposé dans le canal de contournement 7 et contrôlable en position entre une position de fermeture (comme représenté sur la figure 1) dans laquelle aucun flux d'air n'est dévié de l'échangeur de chaleur 3 et une multitude de positions d'ouverture dans lesquelles une partie du flux d'air ( flèche 14 en pointillé) est déviée de l'échangeur de chaleur 3 en fonction de la position d'ouverture. Bien entendu, la position du volet 13 peut être ajustée par un 5 moteur électrique, typiquement un moteur pas-à-pas, afin d'atteindre selon les besoins des positions d'ouverture intermédiaires, situées entre lesdites positions extrêmes. Selon le mode de réalisation illustré sur les figures, le volet 13 est disposé en aval de l'ouverture 9 de communication.

10 En variante, le volet 13 peut être disposé juste au-dessus de l'ouverture 9 de communication. Ainsi, le canal 7 de contournement forme, vu en section transversale, une fente 15, ayant une section transversale rectangulaire. Cette fente 15 possède une hauteur H comprise entre Set 30mm, de 15 préférence 20mm. Par le fait d'ouvrir le boîtier 5 et de supprimer la paroi supérieure de celui-ci en partie, le canal de contournement 7 peut être plus mince et le volet 13 de régulation peut être disposé plus près de l'échangeur de chaleur 3 de sorte que l'on peut diminuer l'encombrement du dispositif de 20 conditionnement thermique 1.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de conditionnement thermique d'un habitacle de véhicule automobile, comportant : - un échangeur de chaleur (3) apte à échanger de la chaleur avec un flux d'air (FA), - un boîtier (5) maintenant l'échangeur de chaleur (3), un canal de contournement (7) apte à dévier de l'échangeur de chaleur (3) au moins une partie dudit flux d'air (FA) et adjacent audit échangeur de chaleur (3), caractérisé en ce que le boîtier (5) maintenant l'échangeur de chaleur (3) comprend une ouverture (9) de communication avec le canal de contournement (7) de sorte qu'une partie du canal de contournement (7) soit formée par une face (11) de l'échangeur de chaleur (3) orientée parallèlement à la direction d'un flux d'air (FA) traversant l'échangeur de chaleur.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite face (11) de l'échangeur de chaleur (3) formant une partie du canal de contournement (7) est la face supérieure de l'échangeur de chaleur (3).
3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ouverture (9) de communication s'étend sur une largeur comprise entre 50% et 90%, de préférence 80% de la largeur (L) de l'échangeur de chaleur (3).
4. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un volet (13) est disposé dans le canal de contournement (7) et contrôlable en position entre une position defermeture dans laquelle aucun flux n'est dévié de l'échangeur de chaleur (3) et une multitude de positions d'ouverture dans lesquelles une partie du flux est déviée de l'échangeur de chaleur (3) en fonction de la position d'ouverture.
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce le volet (13) est disposé en aval de l'ouverture de communication (9).
6. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le volet (13) est disposé au-dessus de l'ouverture de communication (9).
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le canal de contournement (7) forme une fente (15).
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fente (15) possède une section transversale rectangulaire.
9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la fente (15) possède une hauteur (H) comprise entre 5 et 30mm, de préférence 20mm.