FR3062604A1 - Systeme de chauffage/climatisation dote d'un dispositif de traitement d'air performant - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à un système de chauffage/climatisation d'un véhicule comprenant un boitier de climatisation (3, 6) doté d'un filtre combiné (7), un premier circuit (1, 4) d'arrivée d'air en provenance de l'extérieur du véhicule et un deuxième circuit (2, 14) d'air en provenance de l'habitacle du véhicule, ledit premier et ledit deuxième circuit (1, 4, 2, 14) passant par ledit boitier (3, 6), ledit système comprenant en outre un volet de recyclage (9) mobile apte à passer d'une première position extrême pour laquelle il ouvre complètement le premier circuit (1, 4) et ferme le deuxième circuit (2, 14) à une deuxième position extrême pour laquelle il ouvre complètement le deuxième circuit (2, 14) et ferme le premier circuit (1, 4), ledit volet (9) étant apte à occuper au moins une position intermédiaire entre lesdites deux positions extrêmes. La principale caractéristique d'un système selon l'invention est qu'il comprend un filtre à air hautement efficace (10) placé dans le premier circuit d'arrivée d'air (1, 4) en amont du boitier de climatisation (3, 6), et un système de traitement de l'air (12) placé dans le deuxième circuit (2, 14) d'air en provenance de l'habitacle, et en ce que le système de traitement de l'air (12) est constitué par au moins un élément à choisir parmi un filtre adsorbant et un système actif de traitement des polluants de l'air.
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national
062 604
51043
COURBEVOIE
©) Int Cl8 : B 60 H 3/06 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
| ©) Date de dépôt : 08.02.17. | ©) Demandeur(s) : RENAULT S.A.S. Société par actions |
| (30) Priorité : | simplifiée — FR. |
| ©) Inventeur(s) : DEL-FABBRO LAETITIA, OLIVIER | |
| GERARD et LEGRAND JEAN-PIERRE. | |
| (43) Date de mise à la disposition du public de la | |
| demande : 10.08.18 Bulletin 18/32. | |
| ©) 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) : RENAULT S.A.S. Société par actions |
| apparentés : | simplifiée. |
| ©) Demande(s) d’extension : | @) Mandataire(s) : RENAULT S.A.S. |
104/ SYSTEME DE CHAUFFAGE/CLIMATISATION DOTE D'UN DISPOSITIF DE TRAITEMENT D'AIR PERFORMANT.
FR 3 062 604 - A1 (g/) L'invention se rapporte à un système de chauffage/climatisation d'un véhicule comprenant un boitier de climatisation (3, 6) doté d'un filtre combiné (7), un premier circuit (1, 4) d'arrivée d'air en provenance de l'extérieur du véhicule et un deuxième circuit (2, 14) d'air en provenance de l'habitacle du véhicule, ledit premier et ledit deuxième circuit (1, 4, 2, 14) passant par ledit boitier (3, 6), ledit système comprenant en outre un volet de recyclage (9) mobile apte à passer d'une première position extrême pour laquelle il ouvre complètement le premier circuit (1,4) et ferme le deuxième circuit (2, 14) à une deuxième position extrême pour laquelle il ouvre complètement le deuxième circuit (2, 14) et ferme le premier circuit (1,4), ledit volet (9) étant apte à occuper au moins une position intermédiaire entre lesdites deux positions extrêmes.
La principale caractéristique d'un système selon l'invention est qu'il comprend un filtre à air hautement efficace (10) placé dans le premier circuit d'arrivée d'air (1, 4) en amont du boitier de climatisation (3, 6), et un système de traitement de l'air (12) placé dans le deuxième circuit (2, 14) d'air en provenance de l'habitacle, et en ce que le système de traitement de l'air (12) est constitué par au moins un élément à choisir parmi un filtre adsorbant et un système actif de traitement des polluants de l'air.
SYSTEME DE CHAUFFAGE/ CLI ΜΑΤΙ SATI ON DOTE D’UN DI SPOSI Tl F DE TRAI TEMENT D’AI R PERFORMANT
L’invention se rapporte à un système de chauffage/climatisation doté d’un dispositif de traitement d’air performant.
Les passagers d’un véhicule sont soumis à la pollution de l’air dans l’habitacle de leur véhicule. Cette pollution se décompose en une pollution particulaire, une pollution gazeuse (composés organiques volatils, CO, NO, NO2, Ozone, ...) mais aussi une pollution de micro-organismes de type pollens. La pollution de l’air provient de l’extérieur du véhicule (pollution atmosphérique) mais peut aussi provenir de l’habitacle (essentiellement pollution gazeuse et particules de fumée de cigarette). Ces polluants sont susceptibles de gêner les passagers, voire de provoquer des problèmes pulmonaires, d’allergies ou d’asthmes. Ils sont également nocifs pour la santé.
Actuellement, les passagers d’un véhicule sont protégés par un filtre à air particulaire adapté pour piéger des particules polluantes, par un filtre combiné assurant une protection contre les polluants particulaires et gazeux, ou encore par un filtre particulaire ou combiné associé à un capteur de toxicité d’entrée d’air, généralement constitué par une cellule oxydo-réductrice, qui détecte la pollution et place l’habitacle en recyclage de l’air de l’habitacle en fermant des clapets d’entrée d’air extérieur.
Le capteur d’entrée d’air a ses contraintes de gestion :
Il n’assure une détection qu’en relatif,
Il provoque une nuisance sonore liée au retour acoustique par la bouche de recyclage d’air, ..,
La gestion de fermeture/ouverture n’offre pas une protection optimale par rapport à une pollution extérieure, notamment à cause du manque de rapidité de l’opération de fermeture du clapet associé.
Les solutions existantes, présentées ci-dessus, ont leurs limites. Par exemple :
> Un filtre particulaire seul ne retient pas les gaz polluants, > Le filtre particulaire utilisé dans un système de chauffage / climatisation n’est pas prévu pour retenir les particules ultrafines, car ce type de filtre occasionnerait une trop grande perte de charge sur l’air qui engendrerait une réduction du débit d’air et une surconsommation énergétique.
> Le filtre combiné traite sélectivement les polluants gazeux et certains polluants gazeux sont donc mal retenus par le charbon actif composant le filtre combiné.
> Un filtre à air particulaire ou combiné a des capacités limites. Ils doivent être changés régulièrement à des intervalles définis par le constructeur automobile. Dans certains pays pour lesquels la pollution de l’air est très élevée, comme la Chine ou l’Inde, ou bien dans certains pays émergents où la présence de poussières est importante, il est possible que les capacités du filtre ne soient pas suffisantes.
> II s’avère que le capteur de pollution fonctionne en relatif et, si lorsque la voiture démarre, l’air autour du véhicule est déjà pollué, le capteur peut ne pas détecter les changements de la pollution au cours du trajet de la voiture. De plus, lorsque le capteur détecte la pollution de l’air et ferme des volets d’entrée d’air pour isoler l’habitacle, la pollution de l’air a déjà eu le temps de pénétrer dans l’habitacle.
Un système de chauffage/climatisation selon l’invention permet d’assurer dans un habitacle de véhicule, un niveau de dépollution optimisé en toute circonstance, en s’affranchissant notamment des inconvénients et des limites entrevus sur les systèmes de chauffage/climatisation de l’état de la technique.
L’invention a pour objet un système de chauffage/climatisation d’un véhicule comprenant un boitier de climatisation doté d’un filtre combiné, un premier circuit d’arrivée d’air en provenance de l’extérieur du véhicule et un deuxième circuit d’air en provenance de l’habitacle du véhicule, ledit premier et ledit deuxième débit d’air passant par ledit boitier, ledit système comprenant en outre un volet de recyclage d’air apte à passer d’une première position extrême pour laquelle il ouvre complètement le premier circuit et ferme le deuxième circuit à une deuxième position extrême pour laquelle il ouvre complètement le deuxième circuit et ferme le premier circuit, ledit volet étant apte à occuper au moins une position intermédiaire entre lesdites deux positions extrêmes.
La principale caractéristique d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention est qu’il comprend un filtre à air hautement efficace placé dans le premier circuit d’arrivée d’air en amont du boîtier de climatisation, et un système de traitement de l’air placé dans le deuxième circuit d’air en provenance de l’habitacle, le système de traitement de l’air étant constitué par au moins un élément à choisir parmi un filtre adsorbant et un système actif de traitement des polluants gazeux de l’air. De cette manière, un système de chauffage/climatisation selon l’invention protège efficacement les passagers du véhicule, à la fois de la pollution externe grâce à la mise en place du filtre à air hautement efficace, et de la pollution de l’air en provenance de l’habitacle grâce à la mise en place d’un système de traitement spécifique des gaz émis par exemple par certains matériaux présents dans ledit habitacle ou par les occupants (cigarettes, par ex). Le filtre hautement efficace vis-à-vis des particules ultrafines est préférentiellement placé à l’entrée du premier circuit, de façon à empêcher les particules polluantes en provenance de l’extérieur du véhicule de pénétrer dans l’habitacle. En étant placé très en amont dans le premier circuit d’arrivée d’air extérieur, le filtre diminue voire annule le risque de voir de quelconques particules polluantes pénétrer dans le boîtier de climatisation et donc de pénétrer dans l’habitacle du véhicule. Préférentiellement, le filtre à air est hautement efficace vis-à-vis des particules ultrafines. Le volet de recyclage d’air permet de contrôler les caractéristiques de l’air amené à transiter par le boîtier de climatisation puis à circuler dans l’habitacle. En effet, grâce à ce volet de recyclage, cet air peut,
- Soit être constitué uniquement par de l’air extérieur, lors par exemple d’un besoin en désembuage des vitres, ou si l’air extérieur n’est pas pollué,
- Soit être constitué uniquement par de l’air recyclé en provenance de l’habitacle, si par exemple l’air extérieur était fortement pollué, ou lors du démarrage du véhicule afin d’atteindre plus rapidement le confort thermique dans l’habitacle,
- Soit être constitué d’un mélange d’air extérieur et d’air recyclé en provenance de l’habitacle, avec une répartition égalitaire, ou avec une composante majoritaire d’air extérieur ou d’air recyclé en provenance de l’habitacle ; l’apport d’air extérieur est alors utilisé dans la durée pour éviter les risques de dépôt de buée et limiter le taux de CO2dans l’habitacle généré par les occupants.
Avantageusement, le filtre adsorbant comporte au moins un matériau adsorbant à choisir parmi du charbon actif, de la zéolithe, de l’alumine, du gel de silice et un MOF (de l’anglais Métal Metallic Framework). Un MOF est un composé comprenant des ions métalliques mélangés à des liants organiques.
De façon préférentielle, le système actif comprend au moins un élément à choisir parmi un plasma, une photo-catalyse, et une catalyse.
Préférentiellement, le filtre à air hautement efficace est apte à piéger des particules ultra fines. Ces particules ont typiquement un diamètre inférieur à 0.1 pm.
Avantageusement, un système de chauffage/climatisation selon l’invention, comporte un premier volet placé à côté du filtre à air hautement efficace situé dans le premier circuit, ledit premier volet étant apte à être déplacé d’une première position extrême pour laquelle il obture partiellement le premier circuit de manière à faire transiter l’air extérieur uniquement par ledit filtre, vers une deuxième position extrême pour laquelle il ouvre complètement le premier circuit de manière à permettre à une fraction de l’air extérieur de passer par le filtre et à une autre fraction de passer à côté dudit filtre, ledit premier volet étant apte à occuper au moins une position intermédiaire entre lesdites deux positions extrêmes. Ce premier volet permet de mieux maîtriser la qualité de l’air extérieur en fonction des besoins du moment. A titre de premier exemple, ce volet va occuper la première position pour permettre à la totalité de l’air extérieur présent dans le premier conduit de transiter par le filtre hautement efficace pour régénérer l’air présent dans l’habitacle et réduire le taux de CO2. A titre de deuxième exemple, ce premier volet sera placé dans la deuxième position s’il n’y a qu’un besoin de désembuage des vitres avec la nécessité de ne pas réduire le débit d’air à cause de la trop grande perte de charge du filtre. Le premier volet est autant apte à passer de la première position extrême à la deuxième position extrême, que de la deuxième à ladite première position. Avantageusement, le premier volet est monté mobile en rotation. Ce volet peut être supprimé si l’emplacement permet de prévoir une section de passage du filtre suffisamment grande pour limiter la perte de charge à une valeur acceptable, lorsque le débit d’air maximal le traverse.
De façon préférentielle, un système de chauffage/climatisation selon l’invention, comporte un deuxième volet placé à côté du système de traitement de l’air situé dans le deuxième circuit, ledit deuxième volet étant apte à être déplacé d’une première position extrême pour laquelle il obture partiellement le deuxième circuit de manière à faire transiter l’air en provenance de l’habitacle uniquement par ledit système de traitement, vers une deuxième position extrême pour laquelle il ouvre complètement le deuxième circuit de manière à permettre à une fraction de l’air en provenance de l’habitacle de passer par le système de traitement et à une autre fraction de passer à côté dudit système de traitement, ledit deuxième volet étant apte à occuper au moins une position intermédiaire entre lesdites deux positions extrêmes. Au même titre que le premier volet du premier circuit, ce deuxième volet du deuxième circuit constitue une amélioration permettant de mieux maîtriser la qualité de l’air recyclé en provenance de l’habitacle du véhicule en fonction des besoins du moment en air recyclé. Le deuxième volet est autant apte à passer de la première position extrême à la deuxième position extrême, que de la deuxième à ladite première position. Avantageusement, le deuxième volet est monté mobile en rotation.
Préférentiellement, un système de chauffage/climatisation selon l’invention comprend un sécheur destiné à sécher l’air de l’habitacle, ledit sécheur étant implanté suivant une configuration à choisir parmi un montage dans le deuxième circuit au moyen d’un couplage avec le système de traitement, un montage en série dans le deuxième circuit et un montage en parallèle dans ledit deuxième circuit. Un tel sécheur peut en effet être intégré directement dans le système de traitement placé dans le deuxième circuit de recirculation soit être placé à proximité de celui-ci. Ce sécheur constitue un perfectionnement, permettant de compléter les fonctionnalités d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention.
L’invention a pour autre objet un procédé d’utilisation d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention, après une longue période d’arrêt du véhicule, dont la principale caractéristique est qu’il comprend les étapes suivantes,
Une étape de placement à distance du volet de recyclage dans la deuxième position extrême de façon à obturer complètement le premier circuit et isoler l’habitacle de l’extérieur du véhicule,
Une étape de placement à distance du deuxième volet dans la première position extrême pour obliger l’air en provenance de l’habitacle à passer obligatoirement par le système de traitement.
Avantageusement, un procédé d’utilisation selon l’invention, dans des conditions normales de roulage du véhicule, comprend les étapes suivantes,
Une étape de placement du premier volet dans la première position extrême de façon à faire transiter tout l’air extérieur présent dans le premier circuit par le filtre hautement efficace,
Une étape de placement du volet de recyclage dans une position intermédiaire, de façon à mixer en amont du boîtier de climatisation de l’air en provenance de l’extérieur et de l’air en provenance de l’habitacle, le débit d’air en provenance de l’extérieur étant dicté par les besoins en régénération de l’air à l’intérieur de l’habitacle afin de réduire le taux de CO2 émis par les passagers, et par des besoins de prévention d’un dépôt de buée sur les vitres.
De façon préférentielle, un procédé d’utilisation selon l’invention, dans des conditions de forte pollution extérieure, comprend les étapes suivantes,
Une étape de placement du premier volet dans la première position extrême de façon à faire transiter tout l’air extérieur présent dans le premier circuit par le filtre hautement efficace,
Une étape de placement du volet de recyclage dans la deuxième position extrême de façon à stopper complètement en amont du boitier de climatisation toute arrivée d’air extérieur.
Préférentiellement, un procédé d’utilisation selon l’invention, dans des conditions d’humidité et de température susceptibles de favoriser le dépôt de buée sur les vitres, comprend une étape de placement du volet de recyclage dans la première position extrême de façon à favoriser une arrivée massive d’air extérieur dans l’habitacle, le temps d’assurer le désembuage des vitres.
Un système de chauffage/climatisation selon l’invention présente l’avantage d’assurer une complète protection des passagers du véhicule vis-àvis à la fois de la pollution interne et de la pollution externe, en étant performant et réactif. Il a de plus l’avantage d’assurer pleinement toutes ses fonctions, tout en mettant en œuvre un nombre constant, voire restreint, d’éléments de dépollution à des endroits stratégiques où ils sont le plus efficaces dans le véhicule.
On donne ci-après, une description détaillée de plusieurs modes de réalisation préférés d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention, en se référant aux figures suivantes :
Les figures 1A à 1E sont des vues schématiques et partielles d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention lors de différentes phases d’utilisation,
Les figures 2A à 2D sont des vues schématiques de quatre modes de réalisation préférés d’un système de chauffage / climatisation selon l’invention et impliquant un sécheur,
Les figures 3A à 3J sont des vues schématiques de côté d’un véhicule montrant différentes implantation d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention.
En se référant aux figures 1A à 1 E, un système de chauffage/climatisation selon l’invention est implanté dans un véhicule, et comprend un premier circuit 1 de circulation de l’air extérieur, un deuxième circuit 2 de circulation de l’air en provenance de l’habitacle du véhicule et un boitier 3 de climatisation. Le premier circuit 1 comprend un conduit 4 reliant une entrée d’air 5 et le boitier 3 de climatisation, ladite entrée 5 correspondant à l’endroit par lequel l’air extérieur pénètre dans ledit conduit 4. Le deuxième circuit 2 est interne au véhicule en passant par l’habitacle et nécessite au moins une prise d’air recyclage dans ledit habitacle. Le boitier 3 de climatisation est matérialisé par un conduit principal 6 comportant un filtre combiné classique 7 s’étendant sur la totalité de de la section dudit conduit principal 6. Le premier circuit 1 et le deuxième circuit 2 se rejoignent pour déboucher dans le conduit principal 6, au niveau d’une zone 8 située en amont du filtre combiné 7.
Un volet de recyclage 9 mobile en rotation, est implanté dans le système de chauffage/climatisation de manière à pouvoir passer d’une première position extrême pour laquelle il ouvre complètement le premier circuit 1 et ferme le deuxième circuit 2 à une deuxième position extrême pour laquelle il ouvre complètement le deuxième circuit 2 et ferme le premier circuit 1. Ce volet de recyclage 9 est également conçu pour occuper une pluralité de positions intermédiaires situées entre lesdites deux positions extrêmes. Grâce à ce volet de recyclage 9, l’air incident arrivant dans le filtre combiné 7 du conduit principal 6 peut ainsi être constitué,
Uniquement d’air en provenance de l’extérieur du véhicule, Uniquement d’air en provenance de l’habitacle,
D’un mélange d’air extérieur et d’air en provenance de l’habitacle, soit avec une répartition égalitaire, soit avec une composante majoritaire d’air extérieur, soit avec une composante majoritaire d’air en provenance de l’habitacle.
Le premier circuit 1 est doté d’un filtre 10 hautement efficace apte à piéger les particules polluantes, dont le diamètre peut descendre en dessous de 0.1 pm. Ce filtre 10 s’étend sur une partie seulement de la section transversale du conduit 4 délimitant ce premier circuit 1. Un premier volet 11 mobile en rotation est placé à côté du filtre 10 hautement efficace, de sorte que ledit volet 11 et ledit filtre 10 s’étendent sur la totalité de la section transversale dudit conduit 4. Ce premier volet 11 est apte à être déplacé d’une première position extrême pour laquelle il obture partiellement le premier circuit 1 de manière à faire transiter l’air extérieur circulant dans le conduit 4 uniquement par le filtre 10 hautement efficace, vers une deuxième position extrême pour laquelle il ouvre complètement le premier circuit 1 de manière à permettre à une fraction de l’air extérieur circulant dans ledit conduit 4 de passer par ledit filtre 10 et à une autre fraction de passer à côté de celui-ci. Ce premier volet 11 peut également occuper au moins une position intermédiaire située entre lesdites deux positions extrêmes. De cette manière, grâce à ce premier volet 11 mobile, l’air extérieur débouchant dans le conduit principal 6 du boîtier 3 de climatisation peut être soit complètement propre, soit avoir un niveau de pollution maximal correspondant à celui qu’il possédait à l’extérieur du véhicule, soit enfin avoir un niveau de pollution réduit par rapport audit niveau de pollution maximal.
Le deuxième circuit 2 est doté d’un système de traitement 12 de l’air en provenance de l’habitacle et d’un deuxième volet 13 placé au niveau dudit système de traitement 12. En effet, le système de traitement 12 s’étend seulement sur une partie de la section transversale d’un conduit 14 délimitant le deuxième circuit 2, le deuxième volet 13 complétant la partie manquante de ladite section transversale. Ce système de traitement 12, est soit un filtre adsorbant comportant des matériaux adsorbants de type charbon actif, zéolithe, alumine, gel de silice ou bien un mélange de plusieurs adsorbants, soit un système actif de traitement des polluants de l’air pouvant par exemple impliquer un plasma, une photo-catalyse, une catalyse, ... Ce système de traitement peut également résulter d’un couplage de matériau adsorbant (charbon actif, zéolithe, gel de silice, MOF, ...) et d’un système actif. Ce deuxième volet 13 est apte à être déplacé d’une première position extrême pour laquelle il obture partiellement le deuxième circuit 2 de manière à faire transiter l’air en provenance de l’habitacle et circulant dans le conduit 14 uniquement par le système de traitement 12 des gaz, vers une deuxième position extrême pour laquelle il ouvre complètement le deuxième circuit 2 de manière à permettre à une fraction de l’air en provenance de l’habitacle et circulant dans ledit conduit 14 de passer par ledit système de traitement 12 et à une autre fraction de passer à côté de celui-ci. Ce deuxième volet 13 peut également occuper au moins une position intermédiaire située entre lesdites deux positions extrêmes. De cette manière, grâce à ce deuxième volet 13 mobile, l’air en provenance de l’habitacle et débouchant dans le conduit principal 6 du boîtier 3 de climatisation peut être soit complètement propre, soit avoir un niveau de pollution maximal correspondant à celui qu’il possédait à l’intérieur de l’habitacle du véhicule, soit enfin avoir un niveau de pollution réduit par rapport audit niveau de pollution maximal.
En se référant aux figures 2A, 2B, 2C et 2D un autre mode de réalisation d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention, met en œuvre un sécheur 15, apte à sécher l’air de l’habitacle afin d’éviter des situations de dépôt de buée sur les vitres de l’habitacle du véhicule.
Ce sécheur 15 peut être constitué :
- Soit d’adsorbants couplés aux adsorbants déjà présents dans le système de traitement 12 des gaz ci-avant décrit pour traiter l’air habitacle et notamment des gaz polluants. En se référant à la figure 2A, le sécheur est alors intégré dans le système de traitement 12 des gaz. Cette configuration privilégie un encombrement réduit.
- Soit d’un filtre constitué d’adsorbants, qui peut être monté en série avec le filtre adsorbant constituant le système de traitement 12 des gaz en provenance de l’habitacle, comme le montre la figure 2C, ou monté en parallèle avec ledit filtre adsorbant comme le montre la figure 2B. Les figures 2B et 2C montrent un boîtier indépendant, situé dans l’habitacle avec une sortie directement dans l’habitacle et une sortie vers l’extérieur utilisée pour régénérer le sécheur ou le système de traitement de l’air permettant ainsi d’augmenter la durée de vie des adsorbants ainsi que leur performance. La résistance CTP du chauffage permet de désorber l’adsorbant pendant la régénération.
- Soit d’un filtre entourant au moins partiellement un système de traitement des gaz 12 composé d’un couplage d’un filtre adsorbant et d’un plasma, comme le montre la figure 2D.
II est à préciser qu’un système de chauffage/climatisation selon l’invention, quelle que soit sa configuration, met classiquement en œuvre un radiateur 30 et un évaporateur 31 en sortie du boîtier de climatisation 3, pour assurer les fonctions de montée et de baisse de la température de l’habitacle du véhicule.
En se référant à la figure 1 B, un système de chauffage/climatisation selon l’invention, peut être mise en route avant que les passagers ne rentrent dans le véhicule : c’est la condition de pré-conditionnement. Dans ce cas, puisque le véhicule est resté sans utilisation pendant un temps donné, les polluants, sont majoritairement issus de l’habitacle. Dans cette situation, un procédé d’utilisation d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention, comprend les étapes suivantes,
- Une étape de placement du volet de recyclage 9 dans la deuxième position extrême de façon à obturer complètement le premier circuit 1 et isoler l’habitacle de l’extérieur du véhicule,
- Une étape de placement du deuxième volet 13 dans la première position extrême pour obliger l’air en provenance de l’habitacle à passer obligatoirement par le système de traitement 12.
II s’agit d’un fonctionnement en recyclage total. A titre d’exemple, le débit de l’air en provenance de l’habitacle et passant dans le système de traitement 12 peut atteindre 150m3/h.
En se référant à la figure 1 C, lors d’une phase de roulage normale, il peut être proposé un recyclage partiel de l’air. Dans ce cas, un procédé d’utilisation d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention, comprend les étapes suivantes,
Une étape de placement du premier volet 11 dans la première position extrême de façon à faire transiter tout l’air extérieur présent dans le premier circuit 1 par le filtre 10 hautement efficace, Une étape de placement du volet de recyclage 9 dans une position intermédiaire, de façon à mixer en amont du boîtier 3 de climatisation de l’air en provenance de l’extérieur et de l’air en provenance de l’habitacle, le débit d’air en provenance de l’extérieur étant dicté par les besoins en régénération de l’air à l’intérieur de l’habitacle afin de réduire le taux de CO2 émis par les passagers, et par des besoins en désembuage des vitres.
A titre d’exemple, pour cette configuration, le débit de l’air extérieur passant dans le filtre 10 hautement efficace du premier circuit 1 peut être de 40m3/h, le débit de l’air en provenance de l’habitacle et passant dans le système de traitement 12 peut être de 50m3/h et le débit de l’air en provenance de l’habitacle et ne passant pas par ledit système de traitement peut être de 110m3/h.
En se référant à la figure 1 D, lorsque l’air extérieur est très pollué, un procédé d’utilisation d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention comprend les étapes suivantes,
Une étape de placement du premier volet 11 dans la première position extrême de façon à faire transiter tout l’air extérieur présent dans le premier circuit 1 par le filtre hautement efficace 10, Une étape de placement du volet de recyclage 9 dans la deuxième position extrême de façon à stopper complètement en amont du boîtier 3 de climatisation toute arrivée d’air extérieur.
Pour cette configuration, les niveaux de pollution pouvant être nocifs pour les occupants du véhicule, l’habitacle est isolé de l’extérieur et l’air de l’habitacle est dépollué par le système de traitement 12. Il est également souhaitable de recycler en totalité l’air de l’habitacle afin d’accélérer la mise au confort thermique de l’habitacle notamment pendant les premières minutes de prise en main du véhicule. Le deuxième volet 13 peut être placé dans la deuxième position extrême pour assurer, par exemple, un débit de l’air en provenance de l’habitacle et passant dans le système de traitement 12 de l’ordre de 50m3/h et un débit de l’air en provenance de l’habitacle et ne passant pas par ledit système de l’ordre de 150 m3/h.
En se référant à la figure 1 E, un procédé d’utilisation d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention dans des conditions d’humidité et de température susceptibles de favoriser le dépôt de buée sur les vitres, comprend une étape de placement du volet de recyclage 9 dans la première position extrême, de façon à favoriser une arrivée massive d’air extérieur dans l’habitacle, le temps d’assurer le désembuage des vitres. Le premier volet 11 peut être placé dans la deuxième position extrême pour assurer, par exemple, un débit de l’air extérieur passant dans le filtre hautement efficace 10 de l’ordre de 100m3/h et un débit de l’air extérieur ne passant pas par ledit filtre 10 l’ordre de 400 m3/h.
Les figures 3A à 3J illustrent différentes configurations d’implantation dans un véhicule d’un système de chauffage/climatisation selon l’invention.
La figure 3A décrit,
Une intégration en entrée d’air du filtre hautement efficace 10 visà-vis de particules dont le diamètre est inférieur à 0.1 pm,
Une intégration d’un adsorbant 12 hautement efficace comportant des adsorbants type charbon actif, zéolithes, gel de silice, MOF, ..au niveau d’une prise d’air recyclage 16 (au niveau des pieds passagers avant) sous la planche de bord. Il peut aussi être envisagé d’intégrer à la même place un système actif de traitement des polluants de l’air ou encore un couplage de matériau adsorbant et d’un système actif.
La figure 3B décrit,
Une intégration en entrée d’air du filtre hautement efficace 10 visà-vis de particules dont le diamètre est inférieur à 0.1 pm,
Une intégration d’un adsorbant hautement efficace comportant des adsorbants type charbon actif, zéolithes, gel de silice, MOF, ..., au niveau des pieds passagers avant sous la planche de bord. Cette configuration propose une prise d’air 17 située ici derrière les sièges passagers, près de la plage arrière. Il peut aussi être envisagé d’intégrer à la même place un système actif de traitement des polluants de l’air ou encore un couplage de matériau adsorbant et d’un système actif.
La figure 3C décrit,
Une intégration en entrée d’air du filtre hautement efficace 10 visà-vis de particules dont le diamètre est inférieur à 0.1 pm,
Une intégration d’un adsorbant hautement efficace 12 comportant des adsorbants par exemple de type charbon actif, zéolithes, gel de silice, MOF, ..., derrière les sièges arrière. Cette configuration propose une prise d’air 19 située ici derrière les sièges passagers, près de la plage arrière, en amont du système adsorbant 12.
La figure 3D décrit,
Une intégration en entrée d’air du filtre hautement efficace 10 visà-vis de particules dont le diamètre est inférieur à 0.1 pm,
Une intégration d’un système de traitement de l’air 12 habitacle derrière les sièges arrière, au niveau de la plage arrière. Ce système 12 peut être un système actif de traitement des polluants de l’air (plasma, photo-catalyse, catalyse, ...) ou encore un couplage de matériau adsorbant (charbon actif, zéolithe, gel de silice, MOF, ...) et d’un système actif. Cette configuration propose une prise d’air 20 recyclage située au même niveau que le système de traitement de l’air 12, en amont de ce dernier.
La figure 3E décrit,
Une intégration en entrée d’air du filtre hautement efficace 10 visà-vis de particules dont le diamètre est inférieur à 0.1 pm,
Une intégration d’un système de traitement 12 de l’air habitacle derrière les sièges arrière, au niveau de la plage arrière. Ce système peut être un système actif de traitement des polluants de l’air (plasma, photo-catalyse, catalyse, ...) ou encore un couplage de matériau adsorbant (charbon actif, zéolithe, gel de silice, MOF, ...) et d’un système actif. Cette configuration propose une prise d’air recyclage 21 située au même niveau que le système de traitement 12 de l’air, en amont de ce dernier et derrière les dossiers de sièges arrière. Un pulseur 22 est associé au système de traitement de l’air
12. L’air traité est envoyé dans l’habitacle au niveau de l’assise des sièges arrière.
La figure 3F décrit,
Une intégration en entrée d’air du filtre hautement efficace 10 visà-vis de particules dont le diamètre est inférieur à 0.1 pm,
Une intégration d’un adsorbant hautement efficace 12 comportant des adsorbants type charbon actif, zéolithes, gel de silice, MOF, ..au niveau des pieds passagers avant, sous la planche de bord. Cette configuration propose une prise d’air recyclage 23 située ici au niveau de l’assise des sièges arrière. Il peut aussi être envisagé d’intégrer à la même place un système actif de traitement des polluants de l’air ou encore un couplage de matériau adsorbant et d’un système actif.
La figure 3G décrit,
Une intégration en entrée d’air du filtre hautement efficace 10 visà-vis de particules dont le diamètre est inférieur à 0.1 pm,
Une intégration d’un adsorbant hautement efficace 12 comportant des adsorbants type charbon actif, zéolithes, gel de silice, MOF, ou autre, au niveau des pieds passagers avant sous la planche de bord. Cette configuration propose une prise d’air recyclage 24 située ici au niveau des pieds passagers arrière ou à l’arrière de la console centrale.
La figure 3H décrit,
Une intégration en entrée d’air du filtre hautement efficace 10 visà-vis de particules dont le diamètre est inférieur à 0.1 pm,
Une intégration d’un système de traitement de l’air habitacle 12 au niveau des pieds passagers avant sous la planche de bord. Ce système peut être un système actif de traitement des polluants de l’air (plasma, photo-catalyse, catalyse, ...) ou encore un couplage de matériau adsorbant (charbon actif, zéolithe, gel de silice, MOF, ...) et d’un système actif. L’intégration du système 12 peut être longitudinale ou transversale. Une prise d’air recyclage 25 est située ici au niveau des pieds passagers arrière ou à l’arrière de la console centrale.
La figure 3I décrit,
Une intégration en entrée d’air du filtre hautement efficace 10 visà-vis de particules dont le diamètre est inférieur à 0.1 pm,
Une intégration d’un système de traitement 12 de l’air habitacle sous l’un des sièges avant. Ce système peut être un système actif de traitement des polluants de l’air (plasma, photo-catalyse, catalyse, ...) ou encore un couplage de matériau adsorbant (charbon actif, zéolithe, gel de silice, MOF, ...) et d’un système actif. Une prise d’air recyclage 26 est située ici au niveau des pieds passagers arrière.
La figure 3J décrit,
Une intégration en entrée d’air du filtre hautement efficace 10 visà-vis de particules dont le diamètre est inférieur à 0.1 pm,
Une intégration indépendante du système de climatisation, d’un ou deux systèmes de traitement de l’air habitacle au niveau de la plage arrière ou latéralement au niveau des custodes. Ce système peut être un adsorbant ou un système actif de traitement des polluants de l’air ou encore un couplage. Cette configuration propose une prise d’air située au même niveau que le système de traitement de l’air en amont de ce dernier. Un pulseur est associé au système de traitement de l’air. L’air est envoyé dans l’habitacle via les brancards, par diffusion douce.
Claims (11)
- REVENDI CATI ONS1. Système de chauffage/climatisation d’un véhicule comprenant un boitier de climatisation (3, 6) doté d’un filtre combiné (7), un premier circuit (1, 4) d’arrivée d’air en provenance de l’extérieur du véhicule et un deuxième circuit (2, 14) d’air en provenance de l’habitacle du véhicule, ledit premier et ledit deuxième circuit (1, 4, 2, 14) passant par ledit boitier (3, 6), ledit système comprenant en outre un volet de recyclage (9) mobile apte à passer d’une première position extrême pour laquelle il ouvre complètement le premier circuit (1, 4) et ferme le deuxième circuit (2, 14) à une deuxième position extrême pour laquelle il ouvre complètement le deuxième circuit (2, 14) et ferme le premier circuit (1, 4), ledit volet (9) étant apte à occuper au moins une position intermédiaire entre lesdites deux positions extrêmes, caractérisé en ce qu’il comprend un filtre à air hautement efficace (10) placé dans le premier circuit d’arrivée d’air (1, 4) en amont du boitier de climatisation (3, 6), et un système de traitement de l’air (12) placé dans le deuxième circuit (2, 14) d’air en provenance de l’habitacle, et en ce que le système de traitement de l’air (12) est constitué par au moins un élément à choisir parmi un filtre adsorbant et un système actif de traitement des polluants gazeux de l’air.
- 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre adsorbant comporte au moins un matériau adsorbant à choisir parmi du charbon actif, de la zéolithe, de l’alumine, du gel de silice et un MOF.
- 3. Système selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le système actif comprend au moins un élément à choisir parmi un plasma, une photo-catalyse, et une catalyse.
- 4. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le filtre à air hautement efficace (10) est apte à piéger des particules ultra fines.
- 5. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte un premier volet (11) placé à côté du filtre à air hautement efficace (10) situé dans le premier circuit (1, 4), et en ce que ledit premier volet (11) est apte à être déplacé entre une première position extrême pour laquelle il obture partiellement le premier circuit (1, 4) de manière à faire transiter l’air extérieur uniquement par ledit filtre (10), vers une deuxième position extrême pour laquelle il ouvre complètement le premier circuit (1, 4) de manière à permettre à une fraction de l’air extérieur de passer par le filtre (10) et à une autre fraction de passer à côté dudit filtre (10), ledit premier volet (11) étant apte à occuper au moins une position intermédiaire entre lesdites deux positions extrêmes.
- 6. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu’il comporte un deuxième volet (13) placé à côté du système de traitement de l’air situé dans le deuxième circuit (2, 14), et en ce que ledit deuxième volet (13) est apte à être déplacé entre une première position extrême pour laquelle il obture partiellement le deuxième circuit (2, 14) de manière à faire transiter l’air en provenance de l’habitacle uniquement par ledit système de traitement (12), vers une deuxième position extrême pour laquelle il ouvre complètement le deuxième circuit (2, 14) de manière à permettre à une fraction de l’air en provenance de l’habitacle de passer par le système de traitement (12) et à une autre fraction de passer à côté dudit système de traitement (12), ledit deuxième volet (13) étant apte à occuper au moins une position intermédiaire entre lesdites deux positions extrêmes.
- 7. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend un sécheur (15) destiné à sécher l’air de l’habitacle, et en ce que ledit sécheur (15) est implanté suivant une configuration à choisir parmi un montage dans le deuxième circuit (2, 14) au moyen d’un couplage avec le système de traitement (12), un montage en série dans le deuxième circuit (2, 14) et un montage en parallèle dans ledit deuxième circuit (2, 14).
- 8. Procédé d’utilisation d’un système de chauffage/climatisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, après une longue période d’arrêt du véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes,Une étape de placement à distance du volet de recyclage (9) dans la deuxième position extrême de façon à obturer complètement le premier circuit (1, 4) et isoler l’habitacle de l’extérieur du véhicule, Une étape de placement à distance du deuxième volet (13) dans la première position extrême pour obliger l’air en provenance de l’habitacle à passer obligatoirement par le système de traitement (12).
- 9. Procédé d’utilisation selon la revendication 8, dans des conditions normales de roulage du véhicule, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes,Une étape de placement du premier volet (11) dans la première position extrême de façon à faire transiter tout l’air extérieur présent dans le premier circuit par le filtre hautement efficace (10), Une étape de placement du volet de recyclage (9) dans une position intermédiaire, de façon à mixer en amont du boitier de climatisation (3, 6) de l’air en provenance de l’extérieur et de l’air en provenance de l’habitacle, le débit d’air en provenance de l’extérieur étant dicté par les besoins en régénération de l’air à l’intérieur de l’habitacle afin de réduire le taux de CO2 émis par les passagers, et par des besoins de prévention d’un dépôt de buée sur les vitres.
- 10. Procédé d’utilisation d’un système de chauffage/climatisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans des conditions de forte pollution extérieure, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes,Une étape de placement du premier volet (11) dans la première position extrême de façon à faire transiter tout l’air extérieur présent dans le premier circuit (1, 4) par le filtre hautement efficace (10),5 - Une étape de placement du volet de recyclage (9) dans la deuxième position extrême de façon à stopper complètement en amont du boîtier de climatisation (3, 6) toute arrivée d’air extérieur.
- 11. Procédé d’utilisation d’un système de chauffage/climatisation selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans des conditions10 d’humidité et de température susceptibles de favoriser le dépôt de buée sur les vitres, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de placement du volet de recyclage (9) dans la première position extrême de façon à favoriser une arrivée massive d’air extérieur dans l’habitacle, le temps d’assurer le désembuage des vitres.1/7
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