FR3058362A1 - Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour un habitacle d'un vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

Dispositif (2) de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour un habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un boîtier (4) définissant un canal (3) d'écoulement d'un flux d'air dans lequel sont logés : - un premier échangeur de chaleur (6), du type radiateur ; - un second échangeur de chaleur (8), du type évaporateur, agencé en amont du premier échangeur de chaleur (6) par rapport à la direction de l'écoulement du flux d'air ; - au moins un conduit (10, 12, 14) agencé sur une première face (4c) du boîtier (4) et apte à alimenter en air des buses ventilant une zone avant de l'habitacle du véhicule ; - au moins un conduit (24) agencé sur une seconde face (4d) du boîtier (4) et apte à alimenter en air des buses ventilant une zone arrière de l'habitacle du véhicule. Selon l'invention, le dispositif (2) comprend : - un chemin de contournement (33) du second échangeur de chaleur (8) débouchant au voisinage du (des) conduit(s) (10,12,14) agencé(s) sur la première face (4c) du boîtier, et dans lequel une partie du flux d'air est dévié ; - des moyens d'acheminement d'au moins une partie de l'air dévié vers le(s) conduit(s) (24) agencé(s) sur la seconde face (4d) du boîtier (4).

Description

058 362
60817 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) (© N° d’enregistrement national
COURBEVOIE ©IntCI8: B 60 H 1/00 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
©) Date de dépôt : 08.11.16. © Demandeur(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES
(30) Priorité : Société par actions simplifiée — FR.
@ Inventeur(s) : JOVET BASTIEN, AILLOUD
FABRICE, MARTINELL AMANDA et PIERRES PHI-
(43) Date de mise à la disposition du public de la LIPPE.
demande : 11.05.18 Bulletin 18/19.
(© Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux @ Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES
apparentés : Société par actions simplifiée.
©) Demande(s) d’extension : © Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES.
DISPOSITIF DE CHAUFFAGE, VENTILATION ET/OU CLIMATISATION POUR UN HABITACLE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE.
FR 3 058 362 - A1
Dispositif (2) de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour un habitacle d'un véhicule automobile, comprenant un boîtier (4) définissant un canal (3) d'écoulement d'un flux d'air dans lequel sont logés:
- un premier échangeur de chaleur (6), du type radiateur;
- un second échangeur de chaleur (8), du type évaporateur, agencé en amont du premier échangeur de chaleur (6) par rapport à la direction de l'écoulement du flux d'air;
- au moins un conduit (10, 12, 14) agencé sur une première face (4c) du boîtier (4) et apte à alimenter en air des buses ventilant une zone avant de l'habitacle du véhicule ;
- au moins un conduit (24) agencé sur une seconde face (4d) du boîtier (4) et apte à alimenter en air des buses ventilant une zone arrière de l'habitacle du véhicule.
Selon l'invention, le dispositif (2) comprend:
- un chemin de contournement (33) du second échangeur de chaleur (8) débouchant au voisinage du (des) conduit(s) (10,12,14) agencé(s) sur la première face (4c) du boîtier, et dans lequel une partie du flux d'air est dévié ;
- des moyens d'acheminement d'au moins une partie de l'air dévié vers le(s) conduit(s) (24) agencé(s) sur la seconde face (4d) du boîtier (4).
Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour un habitacle d’un véhicule automobile
Domaine de l’invention
La présente invention concerne le domaine des dispositifs de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour un habitacle d’un véhicule automobile.
Etat de la technique
Un véhicule automobile est couramment équipé d’un dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour réguler les paramètres aérothermiques d’un flux d’air distribué vers l’intérieur de l’habitacle du véhicule. Un tel dispositif est couramment appelé HVAC (pour Heating, Ventilation and Air-Conditioning en anglais). Le dispositif comprend généralement un boîtier délimité par des cloisons dans lesquelles sont ménagées des ouvertures, dont au moins une entrée d’air et au moins une sortie d’air.
De façon connue, un pulseur est mis en œuvre pour faire circuler le flux d’air depuis l’entrée d’air vers la sortie d’air. Il peut s’agir d’un flux d’air neuf provenant de l’extérieur du véhicule ou d’un flux d’air recyclé provenant de l’habitacle du véhicule ou encore d’un mélange des flux d’air extérieur et recyclé.
Le boîtier loge aussi des moyens de traitement thermique, tels que des échangeurs thermiques, pour réchauffer et/ou refroidir le flux d’air préalablement à sa distribution à l’intérieur de l’habitacle. A titre d’exemple, les moyens de traitement thermique peuvent comprendre un évaporateur qui est destiné à refroidir et déshumidifier le flux d’air le traversant, ainsi qu’un organe de chauffage, notamment un radiateur, éventuellement associé à un radiateur additionnel, qui est destiné à réchauffer le flux d’air qui le traverse.
Il est connu, dans ces dispositifs, d’avoir un évaporateur disposé en aval de l’entrée d’air selon le sens d’écoulement du flux d’air, de sorte que la totalité du flux d’air entrant à l’intérieur du boîtier soit déshumidifié par l’évaporateur. Puis, le flux d’air froid ainsi généré est admis dans une chambre de mixage principale et/ou orienté vers un organe de chauffage, notamment un radiateur et éventuellement un radiateur additionnel, pour obtenir un flux d’air chaud.
La chambre de mixage principale sert à mélanger un ou plusieurs flux d’air froid et/ou chaud de sorte que le flux d’air issu du mélange, ayant la température de consigne souhaitée, soit distribué vers des zones spécifiques de l’habitacle du véhicule automobile. La chambre de mixage principale est pourvue d’un premier organe de mixage, tel qu’un volet, afin de définir la proportion du flux d’air froid et du flux d’air chaud pénétrant dans la chambre de mixage principale. Cet organe de mixage permet ainsi d’ajuster la température du flux d’air mélangé destiné à être distribué dans la(es) zone(s) dédiées de l’habitacle, comme par exemple les zones avant et arrière. Dans ce cas, le traitement thermique est homogène, les différentes zones du véhicule étant aérées à une même température. Il s’agit d’un fonctionnement en mode mono-zone ou une zone.
Il est possible d’avoir une distinction de température entre les parties gauche et droite de l’habitacle, via notamment une cloison de séparation interne dans le boîtier. Il s’agit alors d’un fonctionnement en mode bi-zones ou deux zones, permettant un réglage séparé du flux d’air sortant respectivement au niveau des places à gauche et à droite de l’habitacle.
La chambre de mixage principale alimente des buses de sortie à l’avant de l’habitacle du véhicule, incluant des buses de sortie vers les pieds à l’avant, ainsi que des buses de sortie à l’arrière de l’habitacle.
L’évaporateur du boîtier appartient à une boucle de climatisation consistant en un circuit fermé dans lequel circule un fluide frigorigène. Ce circuit est composé de quatre éléments principaux : un compresseur, un détendeur, et deux échangeurs de chaleur (le condenseur et l’évaporateur mentionné précédemment).
Le compresseur fonctionne lorsque les occupants du véhicule souhaitent une température d’air inférieure à celle entrant dans l’HVAC ou lorsqu’il y a un besoin de déshumidifier l’air pour éviter l’embuage des vitres. Le déclenchement du compresseur est piloté par la régulation du tableau de contrôle du module de conditionnement d’air.
Le fonctionnement du compresseur entraîne une consommation énergétique. Or la tendance actuelle étant de réduire la consommation énergétique du véhicule dans sa globalité, il faut donc chercher à réduire celle du compresseur.
De plus le rendement du compresseur est faible lorsque la charge thermique est également faible, c'est-à-dire lorsque la température de l’air en amont de l’évaporateur est inférieure à une trentaine de degrés °C par exemple. Ce faible rendement provient du fait que le compresseur fonctionne en cylindrée réduite afin de fournir une faible puissance frigorifique. Or il serait préférable de faire fonctionner le compresseur avec une cylindrée plus importante pour fournir une puissance frigorifique plus élevée, et ensuite arrêter le fonctionnement du compresseur afin de conserver la même puissance frigorifique moyenne sur un cycle complet.
Résumé de l’invention
La présente invention a pour objectif de pallier aux différents inconvénients énoncés ci-dessus, en proposant un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile dans lequel le compresseur n’est plus sollicité en permanence comme dans l’art antérieur, tout en assurant un traitement thermique identique de l’habitacle, aussi bien vers la zone avant de l’habitacle que vers la zone arrière de l’habitacle, quel que soit le mode de fonctionnement du dispositif (une-deux zones, double flux, trois-quatre zones).
Pour cela, l’invention propose un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour un habitacle d’un véhicule automobile, comprenant un boîtier définissant un canal d’écoulement d’un flux d’air dans lequel sont logés :
un premier échangeur de chaleur, du type radiateur ;
un second échangeur de chaleur, du type évaporateur, agencé en amont du premier échangeur de chaleur par rapport à la direction de l’écoulement du flux d’air ;
au moins un conduit agencé sur une première face du boîtier et apte à alimenter en air des buses ventilant une zone avant de l’habitacle du véhicule;
au moins un conduit agencé sur une seconde face du boîtier, ladite seconde face du boîtier étant distincte de ladite première face du boîtier, et apte à alimenter en air des buses ventilant une zone arrière de l’habitacle du véhicule.
Ce dispositif se caractérise à titre principal en ce qu’il comprend également :
- un chemin de contournement dit « haut >> du second échangeur de chaleur débouchant au voisinage du (des) conduit(s) agencé(s) sur la première face du boîtier, et dans lequel une partie du flux d’air est dévié ;
- des moyens d’acheminement d’au moins une partie de l’air dévié vers le(s) conduit(s) agencé(s) sur la seconde face du boîtier.
L’idée principale de cette invention consiste à dévier le flux d’air autour de l’évaporateur de manière à décorréler la température en aval de l’évaporateur de celle des sorties aérateurs lorsque les conditions thermiques le permettent et en fonction de la température de consigne dans l’habitacle, ce qui est le cas lorsque la charge thermique est faible.
En effet, le by-pass de l’évaporateur permet de « lisser >> la température en aval de l’évaporateur afin de garantir une température constante au niveau des aérateurs, et ce pour toutes les zones du véhicule.
Ce contournement d’une partie du flux d’air autour de l’évaporateur a pour conséquence de diminuer la variation de température de l’air en sortie des aérateurs malgré les enclenchements et arrêts du compresseur. Il devient alors possible de réaliser des cyclages du compresseur pour le faire fonctionner pendant un temps réduit, entre 5 et 30 secondes par exemple, pour augmenter sa cylindrée et donc son rendement, puis de l’arrêter pour conserver la même puissance frigorifique moyenne. Cette stratégie permet de réduire la consommation du compresseur lorsque la charge thermique est faible, tout en maintenant une température d’air soufflée constante pour satisfaire le confort des occupants du véhicule.
Le contournement de l’évaporateur permet donc finalement réduire la consommation du compresseur, afin qu’il ne soit pas sollicité en permanence avec un rendement faible. La consommation d’énergie est ainsi réduite.
Lorsque le boîtier est positionné dans le véhicule, le fait d’avoir ce chemin de contournement permet de dévier le flux d’air vers le haut du boîtier où se situent des sorties d’air vers l’avant de l’habitacle. Et le fait d’avoir les moyens d’acheminement permet de dévier une partie du flux d’air vers le bas du boîtier où se situent des sorties d’air vers l’arrière de l’habitacle. Cette double déviation permet ainsi de gérer la distribution d’air vers l’avant et vers l’arrière de l’habitacle, et donc de gérer au mieux les besoins thermiques des passagers, et ce tout en réduisant la consommation du compresseur.
Selon les différents modes de réalisation de l’invention, qui pourront être pris ensemble ou séparément :
- le conduit apte à alimenter en air des buses ventilant une zone arrière de l’habitacle est agencé au voisinage d’une partie du boitier opposée à la première face du boîtier.
- la seconde face du boîtier est agencée à l’opposée de la première face du boîtier, lesdits moyens d’acheminement consistent en un tube de déflexion s’étendant à travers le boîtier.
- le dispositif comporte une première chambre de mixage, localisée au voisinage de la première face du boîtier, et dans laquelle sont mélangés un flux d’air chaud et un flux d’air froid issus respectivement des premier et second échangeurs de chaleur puis acheminés vers le(s) conduit(s) agencé(s) sur la première face du boîtier, ledit chemin de contournement haut du second échangeur de chaleur débouchant dans une zone dite « haute >> comprise entre le second échangeur de chaleur et ladite première chambre de mixage.
- ladite zone haute est localisée en amont du premier échangeur de chaleur.
- ledit tube de déflexion prend naissance dans ladite zone haute
- ledit tube de déflexion est d’allure rectiligne, sans zone de perte de charge.
- le tube de déflexion est scindé en deux parties, de manière à présenter deux canaux internes, via une cloison de séparation interne agencée de manière à séparer le boîtier en deux moitiés.
- le dispositif comporte une seconde chambre de mixage, localisée au voisinage de la seconde face du boîtier, et dans laquelle sont mélangés un flux d’air chaud et un flux d’air froid issus respectivement des premier et second échangeurs de chaleur puis acheminés vers le(s) conduit(s) agencé(s) sur la seconde face du boîtier, ledit tube de déflexion débouchant dans ladite seconde chambre de mixage.
- le dispositif comporte un volet haut apte à obstruer au moins partiellement le chemin de contournement haut.
Présentation des figures
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d’au moins un mode de réalisation de l’invention donné à titre d’exemple purement illustratif et non limitatif, en référence au dessin schématique annexé.
Cette figure 1 est une vue de profil en coupe d’un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation fonctionnant en mode une-deux zones selon l’invention.
Description détaillée
L’invention concerne un dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation tel que visible sur la figure 1, comprenant un canal 3 d’écoulement d’un flux d’air, défini par un boîtier 4.
On a schématisé, un axe longitudinal X du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation qui correspond à l’axe longitudinal avant/arrière du véhicule qui est un axe horizontal, et un axe Z perpendiculaire à l’axe X, correspondant à l’axe vertical haut/bas du véhicule. Dans la présente, par haut et bas, ou avant et arrière, on se réfère à la disposition des éléments sur les figures, qui correspond à la disposition des éléments à l’état monté dans le véhicule et au sens de marche du véhicule.
Le boîtier 4 présente ici deux faces d’extrémité 4a, 4b longitudinales opposées selon l’axe X et deux faces opposées supérieure 4c et inférieure 4d selon l’axe Z, reliant deux faces latérales 4e opposées selon un axe Y transversal perpendiculaire au plan XZ.
Selon le mode de réalisation décrit, le boîtier 4 du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation peut comprendre de plus une cloison de séparation interne 5 agencée de manière à séparer le boîtier 4 en deux moitiés, avantageusement égales.
La cloison de séparation interne 5 s’étend selon un plan médian parallèle au plan XZ. Ainsi, lorsque le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation est implanté dans le véhicule, la cloison de séparation interne 5 se situe sensiblement en position verticale et dans l’axe longitudinal du véhicule. Cette cloison de séparation interne 5 permet une distinction entre un flux d’air à destination d’une partie gauche de l’habitacle et un flux d’air à destination d’une partie droite de l’habitacle. La cloison de séparation interne 5 sépare également en deux les composants du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation logés dans le boîtier 4.
Moyens de traitement thermique du flux d’air à destination de l’habitacle
Un ou plusieurs moyens de traitement thermique 6, 7, 8 du flux d’air destiné à être distribué dans l’habitacle sont agencés dans le boîtier 4 du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation.
Selon le mode de réalisation illustré, les moyens de traitement thermique comprennent un premier échangeur thermique 6, par exemple un radiateur, destiné à réchauffer au moins une partie du flux d’air circulant dans le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation.
Le premier échangeur thermique 6 peut éventuellement être couplé à un radiateur électrique 7 additionnel destiné à réchauffer le flux d’air de manière plus rapide, notamment dans le cas d’un démarrage du véhicule. Le radiateur électrique 7 s’étend avantageusement sensiblement parallèlement au premier échangeur thermique 6.
Les moyens de traitement thermique peuvent comprendre également un deuxième échangeur thermique 8, par exemple un évaporateur, agencé en amont du premier échangeur thermique 6 selon le sens d’écoulement du flux d’air. Le deuxième échangeur thermique 8 est agencé de façon à refroidir et déshumidifier le flux d’air circulant dans le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation.
Distribution du flux d’air traité dans l’habitacle
Le flux d’air est introduit dans le boîtier 4 et après avoir été éventuellement traité thermiquement par les échangeurs thermiques, le flux d’air est dirigé vers une ou plusieurs sorties.
La sortie ou chaque sortie comprend un ou plusieurs conduits distribuant les flux d’air vers des buses débouchant dans l’habitacle.
Le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend notamment :
- un conduit 10 de distribution du flux d’air pour la buse de dégivrage permettant de désembuer le pare-brise,
- un conduit 12 de distribution du flux d’air vers une ou plusieurs buses de ventilation latérales/centrales permettant de refroidir/réchauffer les passagers à l’avant du véhicule, et
- un conduit 14 de distribution du flux d’air vers une buse de sortie au niveau de pieds à l’avant de l’habitacle permettant de réchauffer les pieds des passagers à l’avant du véhicule. Par souci de clarté, ce conduit 14 est appelé par la suite conduit 14 de sortie pieds avant.
Ces conduits 10, 12, 14 alimentent en air traité la zone avant de l’habitacle.
Selon le mode de réalisation illustré, le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation, comprend également un ou plusieurs conduits 24 destiné(s) à alimenter en air traité la zone arrière de l’habitacle, par exemple pour orienter le flux d’air vers une buse de sortie au niveau des pieds à l’arrière de l’habitacle permettant de réchauffer les pieds des passagers à l’arrière du véhicule et/ou vers une ou plusieurs buses de ventilation à l’arrière du véhicule.
Chacun de ces conduits 10, 12, 14, 24 peut être subdivisé en sous-conduits, notamment de manière à alimenter des parties droite et gauche de la zone appropriée de l’habitacle.
De plus, le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l’invention peut comprendre des volets 9, 11, 13 respectivement agencés dans les conduits 10, 12, 14 permettant de contrôler / bloquer l’accès des flux d’air aux différentes buses débouchant dans la zone avant de l’habitacle.
On peut également prévoir un ou plusieurs volets 23 agencés dans le ou chaque conduit 24 permettant de contrôler / bloquer l’accès des flux d’air aux différentes buses débouchant dans la zone arrière de l’habitacle.
Architecture de la partie supérieure du boîtier 4 du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation
Afin de pouvoir distribuer les flux d’air vers les buses de sortie aux températures souhaitées, le dispositif 2 de chauffage, ventilation et climatisation comprend une première chambre de mixage 15 du flux d’air. Un flux d’air chaud et un flux d’air froid, issus respectivement des échangeurs thermiques 6 et 8, peuvent être mélangés dans la première chambre de mixage 15 dans des proportions variables puis acheminés vers les buses de sortie débouchant dans l’habitacle.
La première chambre de mixage 15 est selon le mode de réalisation décrit dans une partie supérieure du boîtier 4 selon l’axe vertical Z.
Pour garantir que le flux d’air froid, issu du deuxième échangeur thermique 8, dans cet exemple un évaporateur, ne soit pas thermiquement contaminé par le premier échangeur thermique 6, dans cet exemple un radiateur, le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend avantageusement un premier chemin de contournement 16 du premier échangeur thermique 6. Ainsi, le flux d’air froid, ayant traversé le deuxième échangeur thermique 8, peut circuler soit à travers le premier échangeur thermique 6 pour être réchauffé, soit contourner le premier échangeur thermique 6 par le premier chemin de contournement 16 pour conserver sa température.
Les deux flux d’air chaud et froid sont orientés en direction de la première chambre de mixage 15 pour y être mélangés et distribués vers les buses de sortie aux températures consignées.
La première chambre de mixage 15 est mise en communication avec le conduit 14 de sortie pieds avant.
Le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation peut comprendre en outre un premier volet 18 permettant de réguler la proportion de flux d’air froid passant par le premier échangeur thermique 6 et la proportion de flux d’air froid passant par le premier chemin de contournement 16.
Ce premier volet 18 est agencé en amont du premier échangeur thermique 6, et en aval du deuxième échangeur thermique 8, selon le sens d’écoulement du flux d’air.
Le premier volet 18 est monté mobile entre deux positions extrêmes :
- une position dans laquelle il bloque l’accès du flux d’air, qui est dans cet exemple un flux d’air froid en sortie de l’évaporateur 8, au premier chemin de contournement 16 et
- une position dans laquelle il bloque l’accès du flux d’air froid en sortie de l’évaporateur 8, au premier échangeur thermique 6.
Bien entendu, le premier volet 18 peut prendre toute position intermédiaire.
Ainsi, selon le positionnement du premier volet 18, le flux d’air froid issu du deuxième échangeur thermique 8 est orienté, dans des proportions variables, vers le premier échangeur thermique 6 et/ou directement vers la première chambre de mixage 15, puis vers les conduits 10, 12, 14.
Le premier volet 18 est par exemple de type coulissant et comprend une porte 21 sur laquelle est agencée une crémaillère coopérant avec un engrenage 20. La rotation de l’engrenage 20 entraîne le mouvement en translation de la porte 21 entre les deux positions extrêmes du premier volet 18.
L’accès du flux d’air froid au premier échangeur thermique 6, est par exemple réalisé par l’intermédiaire d’un premier couloir 19 correspondant à une portion du canal 3 d’écoulement d’un flux d’air situé entre un élément de séparation 30 et le premier échangeur thermique 6.
Un tel boîtier 4 peut être utilisé pour un dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation adapté pour un traitement thermique homogène où les différentes zones du véhicule sont aérées à une même température, on parle alors de dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation mono-zone ou une zone.
Un tel boîtier 4 peut également être utilisé pour un dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation permettant d’avoir une distinction de température entre les parties gauche et droite de l’habitacle. Il s’agit alors d’un fonctionnement en mode bizones ou deux zones permettant un réglage séparé du flux d’air sortant respectivement au niveau des places à gauche et à droite de l’habitacle. Dans ce cas, on peut prévoir des volets à commande indépendante dans chaque partie gauche droite du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Le boîtier 4 nécessite dans ce cas la cloison de séparation interne 5 décrite précédemment.
Architecture de la partie inférieure du boîtier 4 du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation
Selon le mode de réalisation illustré en figure 1, le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend une deuxième chambre de mixage 22 située dans une partie inférieure du boîtier 4 selon l’axe vertical Z, par opposition à la première chambre de mixage 15 qui se trouve dans une partie supérieure du boîtier 4 selon l’axe vertical Z.
De manière analogue à la première chambre de mixage 15, la deuxième chambre de mixage 22 permet aux flux d’air chaud et froid, issus respectivement des échangeurs thermiques 6 et 8, d’être mélangés dans des proportions variables puis acheminés vers au moins une buse débouchant dans la zone de l’habitacle appropriée par l’intermédiaire d’au moins un conduit 24.
Tout comme pour la première chambre de mixage 15, pour garantir que le flux d’air froid, issu du deuxième échangeur thermique 8, ne soit pas thermiquement contaminé par le premier échangeur thermique 6, le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend avantageusement un deuxième chemin de contournement 26 du premier échangeur thermique 6. Le deuxième chemin de contournement 26 est ici agencé à distance du premier chemin de contournement 16. Les deux chemins de contournement 16 et 26 sont selon l’exemple illustré agencés de part et d’autre du premier échangeur thermique 6, suivant l’axe vertical Z.
Ainsi, le flux d’air froid, ayant traversé le deuxième échangeur thermique 8, circule soit à travers le premier échangeur thermique 6 pour être réchauffé, soit contourne le premier échangeur thermique 6 par le deuxième chemin de contournement 26 pour conserver sa température basse. Les deux flux d’air chaud et froid sont orientés en direction de la deuxième chambre de mixage 22 pour y être mélangés et distribués vers les buses de sortie de la zone du véhicule appropriée aux températures consignées. En particulier, la deuxième chambre de mixage 22 est mise en communication avec le conduit 14 de sortie pieds avant et avec le conduit 24 alimentant les buses de sortie arrière.
Par ailleurs, afin de réaliser un mélange dans des proportions variables, le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation peut comprendre un deuxième volet 28 permettant de réguler la proportion de flux d’air froid passant par le premier échangeur thermique 6 et la proportion de flux d’air froid passant par le deuxième chemin de contournement 26.
Le deuxième volet 28 est avantageusement agencé du même côté du premier échangeur thermique 6 que le premier volet 18. Le deuxième volet 28 est agencé en amont du premier échangeur thermique 6, et en aval du deuxième échangeur thermique 8, selon le sens d’écoulement du flux d’air.
Le deuxième volet 28 est mobile entre deux positions extrêmes, une position dans laquelle il bloque l’accès du flux d’air froid au deuxième chemin de contournement 26 et une position dans laquelle il bloque l’accès du flux d’air froid au premier échangeur thermique 6. Bien entendu, le deuxième volet 28 peut prendre toute position intermédiaire.
Selon un premier exemple de réalisation, le deuxième volet 28 peut être d’un type différent que le premier volet 18. Il peut s’agir par exemple d’un volet tambour. Bien évidemment, tout autre type de volet tel qu’un volet drapeau ou papillon convient.
Selon une variante non illustrée, le deuxième volet 28 peut être du même type que le premier volet 18, par exemple de type plan et coulissant.
Quel que soit le mode de réalisation du deuxième volet 28, selon son positionnement, le flux d’air froid issu du deuxième échangeur thermique 8 est orienté, dans des proportions variables, vers le premier échangeur thermique 6 et/ou directement vers la deuxième chambre de mixage 22 puis vers le conduit 24.
De façon similaire à la partie supérieure du boîtier 4, l’accès du flux d’air froid au premier échangeur thermique 6 est par exemple réalisé par l’intermédiaire d’un deuxième couloir 29 correspondant à une autre portion du canal 3 d’écoulement d’un flux d’air situé entre l’élément de séparation 30, et le premier échangeur thermique 6.
Comme vu précédemment, le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l’invention, comprend deux chambres de mixage 15, 22, chacune étant apte à recevoir un flux d’air ayant traversé le premier échangeur thermique 6.
Typiquement, il est avantageux pour un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation fonctionnant selon un mode en trois-quatre zones ou à double flux, d’avoir les deux chambres de mixage 15, 22 indépendantes. Tandis que pour un mode une-deux zones, il est plus avantageux d’avoir les chambres de mixage 15, 22 dépendantes.
Afin de garantir la dépendance ou l’indépendance des deux chambres de mixage 15, 22 un volet de séparation 32 est agencé entre les deux chambres de mixage 15, 22 pouvant ainsi soit les réunir, soit isoler l’une de l’autre.
Fonctionnement du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation
Pour un fonctionnement mono-zone ou bi-zones, le volet de séparation 32 des deux chambres de mixage 15, 22 est agencée dans la position dite « ouverte >> réunissant les deux chambres de mixage 15, 22, tel qu’illustré sur la figure 1. La première chambre de mixage 15 et la deuxième chambre de mixage 22 sont dans ce cas dépendantes l’une de l’autre, ou autrement dit en communication aéraulique l’une avec l’autre. Il existe un canal de circulation du flux d’air entre la deuxième chambre de mixage 22 et le conduit 14 de sortie pieds avant via l’ouverture 27 du boîtier 4.
De la sorte, le conduit 14 de sortie pieds avant est alimenté en air par la deuxième chambre de mixage 22 via la deuxième ouverture 27 du boîtier 4 mais aussi par la première chambre de mixage 15.
On peut ainsi réaliser un traitement thermique homogène par lequel les différentes zones du véhicule sont aérées à une même température, il s’agit du mode de fonctionnement mono-zone ou une zone.
En variante, on peut réaliser un traitement thermique avec une distinction de température entre les parties gauche et droite de l’habitacle grâce à l’agencement de la cloison de séparation interne 5 et par la commande indépendante des volets dans chaque partie gauche droite du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Il s’agit alors d’un fonctionnement en mode bizones ou deux zones permettant un réglage séparé du flux d’air sortant respectivement au niveau des places à gauche et à droite de l’habitacle.
Contournement du second échangeur de chaleur 8
Dans tous les modes de fonctionnement décrits précédemment, il est d’usage que l’intégralité du flux d’air, qu’il s’agisse d’un flux d’air neuf ou d’un flux d’air recyclé, traverse le second échangeur de chaleur 8.
Dans une optique de réduction de la consommation énergétique du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation et du soulagement du compresseur de la boucle de climatisation à laquelle appartient le second échangeur de chaleur 8, le flux d’air neuf et/ou recyclé peut contourner le second échangeur de chaleur 8, grâce à un chemin de contournement haut 33 du second échangeur de chaleur 8.
Dans ce cas, le second échangeur de chaleur 8 est moins sollicité, ce qui réduit la charge et donc la consommation du compresseur.
Le chemin de contournement haut 33 est agencé au-dessus du second échangeur de chaleur 8. Il prend naissance en amont du second échangeur de chaleur 8, en partie supérieure du boitier 4, et débouche dans une zone haute 35 comprise entre le second échangeur de chaleur 8 et la première chambre de mixage 15.
Le flux d’air arrivant dans cette zone haute 35 peut ensuite se diriger classiquement :
- vers le premier chemin de contournement 16 du premier échangeur de chaleur 6, pour arriver jusqu’à la première chambre de mixage 15 ;
- et/ou vers un tube de déflexion 1 pour arriver jusqu’à la deuxième chambre de mixage 22 ;
- et/ou vers le couloir 19 pour traverser le premier échangeur de chaleur 6 ;
- et/ou vers le couloir 29, si le volet 28 le permet, pour traverser le premier échangeur de chaleur et arriver jusqu’à la seconde chambre de mixage 22.
Un volet haut 34 est prévu dans le chemin de contournement haut 33 afin de réguler la proportion de flux d’air passant à travers le second échangeur de chaleur 8, et la proportion du flux d’air passant au-dessus du second échangeur de chaleur 8.
Ce volet haut 34 est monté mobile entre deux positions extrêmes :
- une position fermée dans laquelle il bloque l’accès du flux d’air dévié à la zone haute 35 ;
- une position ouverte dans laquelle il laisse passer l’intégralité du flux d’air dévié vers la zone haute 35.
Bien entendu, le volet haut 34 peut prendre toute position intermédiaire.
Selon un exemple de réalisation, le volet haut 34 peut consister en un volet tambour. Tout autre type de volet peut convenir.
En mode désembuage/dégivrage, il est préférable de fermer au moins partiellement le chemin de contournement haut 33 du second échangeur de chaleur 8, afin que la majeure partie du flux d’air destiné à arriver dans la première chambre de mixage 15, et a fortiori dans le conduit de distribution pare-brise 10, soit passée à travers l’évaporateur 8 afin qu’elle soit moins chargée en humidité et que la fonction de désembuage / dégivrage ne soit pas altérée.
Le tube de déflexion 1 traverse le boîtier 4 obliquement. Son entrée se situe en partie supérieure du boîtier 4, au niveau de la zone haute 35 dans laquelle arrive le flux d’air dévié. Sa sortie se situe en partie inférieure du boîtier 4, au niveau de la deuxième chambre de mixage 22.
Par conséquent, au moins une partie du flux d’air dévié pénètre à l’intérieur du tube 1, et arrive ensuite dans la deuxième chambre de mixage 22, donc à proximité immédiate des conduits 24 de distribution de la zone arrière de l’habitacle. L’autre partie du flux d’air dévié arrive principalement dans la première chambre de mixage 15, donc à proximité immédiate des conduits 10, 12 de distribution de la zone avant de l’habitacle.
Dans l’exemple présenté, le conduit 14 de distribution vers les pieds avant de l’habitacle est situé au voisinage de la deuxième chambre de mixage 22. Ainsi le flux d’air passant via le tube 1 alimente ce conduit 14 de la zone avant en sus des conduits 24 de la zone arrière. Cependant, le conduit 14 pourrait être localisé plus haut dans le boîtier 4 et être alors alimenté via la première chambre de mixage 15.
La combinaison du chemin de contournement haut 33 avec le tube de déflexion 1 permet de dévier le flux d’air du second échangeur de chaleur 8 de manière à ce qu’il « travaille >> moins, tout en renvoyant cet air dévié aussi bien vers la zone avant de l’habitacle que vers la zone arrière de l’habitacle.
Le tube de déflexion 1 est de préférence d’allure rectiligne. Mais tout autre forme peut être envisagée. L’idéal est d’éviter les zones de perte de charge avec des formes angulaires.
Le tube de déflexion 1 peut être scindé en deux parties par la cloison de séparation 15 interne 5 qui sépare en deux les différents composants du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Le tube 1 présente alors deux canaux internes, pour distinguer le flux d’air à destination de la partie gauche de l’habitacle, et le flux d’air à destination de la partie droite de l’habitacle.
Les configurations montrées aux figures citées ne sont que des exemples possibles, nullement limitatifs, de l’invention qui englobe au contraire les variantes de formes et de conceptions à la portée de l’homme de l’art.

Claims (10)

  1. Revendications
    1. Dispositif (2) de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour un habitacle d’un véhicule automobile, comprenant un boîtier (4) définissant un canal (3) d’écoulement d’un flux d’air dans lequel sont logés :
    - un premier échangeur de chaleur (6), du type radiateur ;
    - un second échangeur de chaleur (8), du type évaporateur, agencé en amont du premier échangeur de chaleur (6) par rapport à la direction de l’écoulement du flux d’air ;
    - au moins un conduit (10, 12, 14) agencé sur une première face (4c) du boîtier (4) et apte à alimenter en air des buses ventilant une zone avant de l’habitacle du véhicule ;
    - au moins un conduit (24) agencé sur une seconde face (4d) du boîtier (4) et apte à alimenter en air des buses ventilant une zone arrière de l’habitacle du véhicule ;
    caractérisé en ce qu’il comprend :
    - un chemin de contournement (33) du second échangeur de chaleur (8) débouchant au voisinage du (des) conduit(s) (10,12,14) agencé(s) sur la première face (4c) du boîtier, et dans lequel une partie du flux d’air est dévié ;
    - des moyens d’acheminement d’au moins une partie de l’air dévié vers le(s) conduit(s) (24) agencé(s) sur la seconde face (4d) du boîtier (4).
  2. 2. Dispositif (2) selon la revendication précédente, dans lequel la seconde face (4d) du boîtier (4) est agencée à l’opposée de la première face (4c) du boîtier (4).
  3. 3. Dispositif (2) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens d’acheminement consistent en un tube de déflexion (1) s’étendant à travers le boîtier (4).
  4. 4. Dispositif (2) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte une première chambre de mixage (15), localisée au voisinage de la première face (4c) du boîtier (4), et dans laquelle sont mélangés un flux d’air chaud et un flux d’air froid issus respectivement des premier et second échangeurs de chaleur (6,8) puis acheminés vers le(s) conduit(s) (10,12,14), ledit chemin de contournement (33) du second échangeur de chaleur (8) débouchant dans une zone dite « haute >> (35) comprise entre le second échangeur de chaleur (8) et ladite première chambre de mixage (15).
  5. 5. Dispositif (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite zone haute (35) est localisée en amont du premier échangeur de chaleur (6).
  6. 6. Dispositif (2) selon l’une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que ledit tube de déflexion (1) prend naissance dans ladite zone haute (35).
  7. 7. Dispositif (2) selon l’une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ledit tube de déflexion (1) est d’allure rectiligne, sans zone de perte de charge.
  8. 8. Dispositif (2) selon l’une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que le tube de déflexion (1) est scindé en deux parties, de manière à présenter deux canaux internes, via une cloison de séparation interne (5) agencée de manière à séparer le boîtier (4) en deux moitiés.
  9. 9. Dispositif (2) selon l’une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu’il comporte une seconde chambre de mixage (22), localisée au voisinage de la seconde face (4d) du boîtier (4), et dans laquelle sont mélangés un flux d’air chaud et un flux d’air froid issus respectivement des premier et second échangeurs de chaleur (6,8) puis acheminés vers le(s) conduit(s) (24), ledit tube de déflexion (1) débouchant dans ladite seconde chambre de mixage (22).
  10. 10. Dispositif (2) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un volet (37) apte à obstruer au moins partiellement le chemin de contournement (33).
    OOl!
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