FR3121870A1 - Dispositif de conditionnement d’air d’un habitacle d’un véhicule - Google Patents

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Abstract

Dispositif de conditionnement d’air d’un habitacle d’un véhicule Le dispositif comprend un circuit de soufflage d’air frais (32) dans l’habitacle et un circuit d’évacuation d’air vicié (34) hors de l’habitacle ; le circuit de soufflage d’air frais (32) comprend une prise d’air (36) débouchant à l’extérieur du véhicule (1), un organe de circulation d’air (38) ayant une aspiration en communication fluidique avec la prise d’air (36) et un conduit de distribution d’air (40) raccordé fluidiquement à un refoulement de l’organe de circulation d’air (38), le conduit de distribution d’air (40) comprend un conduit principal (57) unique subdivisé en au moins quatre canaux (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR) pour conditionner lesdites quatre zones (5, 7, 11, 13) de l’habitacle (3) de façon thermiquement indépendante, le circuit de soufflage d’air frais (32) comprend un refroidisseur (60) unique intercalé dans un tronçon de refroidissement (61) du conduit principal (57) et configuré pour refroidir l’air circulant dans tous les canaux (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR). Figure pour l'abrégé : Figure 2

Description

Dispositif de conditionnement d’air d’un habitacle d’un véhicule
La présente invention concerne un dispositif de conditionnement d’air d’un habitacle d’un véhicule.
Les véhicules automobiles comportent un système de conditionnement d’air, prévu pour chauffer ou refroidir l’atmosphère à l’intérieur de l’habitacle du véhicule.
Un tel dispositif comporte typiquement un organe de soufflage, au moins un chauffage et au moins un refroidisseur. Un dispositif mélangeur et distributeur d’air permet de distribuer le flux d’air dans différents évents, répartis dans l’habitacle.
Une partie de l’air introduit dans l’habitacle traverse celui-ci et s’échappe à l’extérieur du véhicule, au travers d’un clapet anti-retour fixé dans la joue d’aile arrière.
Les passagers arrière sont alimentés en air à la suite des passagers avant.
Les passagers arrière reçoivent moins d’air que les passagers avant même si des évents arrière sont présents, ces derniers étant alimentés via de longs conduits ayant des pertes de charges importantes donc un débit plus faible.
Une autre partie de l’air peut être recyclée en amont de l’organe de soufflage.
Ce recyclage permet de réduire la quantité d’air frais aspiré à l’extérieur, et donc de réduire la consommation d’énergie pour chauffer ou refroidir l’air soufflé dans l’habitacle.
Toutefois, l’air recyclé est chargé en humidité et appauvri en oxygène, de telle sorte qu’un recyclage trop poussé peut rendre l’atmosphère à l’intérieur de l’habitacle inconfortable pour les passagers. En outre, le conditionnement par l’air recyclé est en général moins efficace pour les passagers avant et encore moins efficace pour les passagers arrière.
Il existe donc un besoin pour un dispositif de conditionnement d’air d’un habitacle d’un véhicule améliorant le confort des passagers, installés aussi bien à l’avant qu’à l’arrière du véhicule.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de conditionnement d’air d’un habitacle d’un véhicule, l’habitacle comprenant une zone avant gauche, une zone avant droite, une zone arrière gauche et une zone arrière droite,
- le dispositif comprenant un circuit de soufflage d’air frais dans l’habitacle et un circuit d’évacuation d’air vicié hors de l’habitacle,
- le circuit de soufflage d’air frais comprenant une prise d’air débouchant à l’extérieur du véhicule, un organe de circulation d’air ayant une aspiration en communication fluidique avec la prise d’air et un conduit de distribution d’air raccordé fluidiquement à un refoulement de l’organe de circulation d’air, le conduit de distribution d’air ayant au moins un évent par lequel l’air frais est soufflé dans l’habitacle,
- le conduit de distribution d’air comprenant un conduit principal unique subdivisé en au moins quatre canaux pour conditionner lesdites quatre zones de l’habitacle de façon thermiquement indépendante,
- le circuit de soufflage d’air frais comprenant un refroidisseur unique intercalé dans un tronçon de refroidissement du conduit principal et configuré pour refroidir l’air circulant dans tous les canaux.
Le fait de prévoir que le conduit de distribution d’air comprend un conduit principal unique subdivisé en au moins quatre canaux, et un refroidisseur unique intercalé dans un tronçon de refroidissement du conduit principal et configuré pour refroidir l’air circulant dans tous les canaux, permet de conditionner lesdites quatre zones de l’habitacle de façon thermiquement indépendante, tout en proposant un dispositif simple à mettre en œuvre.
Les passagers avant et arrière reçoivent de l’air frais à la température souhaitée, et le confort est ainsi considérablement amélioré.
Le dispositif de conditionnement d’air selon l’invention peut comporter en outre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- chaque canal est raccordé fluidiquement à un évent débouchant directement dans la zone correspondante de l’habitacle par un conduit secondaire respectif ;
- le refroidisseur comprend un évaporateur comportant un tube de circulation d’un fluide réfrigérant, le tube ayant des portions insérées dans chaque canal, le tube portant des ailettes constituant des cloisons séparant les canaux les uns des autres le long du tronçon de refroidissement du conduit principal ;
- le circuit de soufflage d’air frais comprend, pour chaque canal, un conduit de bipasse raccordant fluidiquement un point amont dudit canal, situé en amont du refroidisseur, à un point aval dudit canal ou du conduit secondaire correspondant situé en aval du refroidisseur, et un organe de réglage amont configuré pour contrôler un débit d’air frais circulant dans ledit conduit de bipasse ;
- pour chaque canal, un organe de réglage aval est placé en aval du point aval dans ledit canal ou dans le conduit secondaire respectif ;
- le circuit de soufflage d’air frais comprend en outre un chauffage placé dans une portion de chauffage du conduit principal unique ;
- le chauffage comprend un organe de chauffage par canal ;
- le chauffage comprend un organe de chauffage commun à tous les canaux ;
- les quatre canaux comprennent un canal avant gauche destiné à conditionner la zone avant gauche, un canal arrière gauche destiné à conditionner la zone arrière gauche, un canal avant droit destiné à conditionner la zone avant droite et un canal arrière droit destiné à conditionner la zone arrière droite, le dispositif de conditionnement d’air comprenant un échangeur de chaleur comprenant un premier côté de circulation d’air frais intercalé sur le circuit de soufflage d’air frais et un second côté de circulation d’air vicié intercalé sur le circuit d’évacuation d’air vicié, et dans lequel le premier côté de l’échangeur de chaleur est divisé en deux conduits parallèles, l’un des canaux alimentant les canaux avant gauche et arrière gauche, l’autre canal alimentant les canaux avant droit et arrière droit.
Selon un deuxième aspect, l’invention porte sur un véhicule comprenant un dispositif de conditionnement d’air selon l’invention.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée sur les données ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
La est une représentation schématique en vue de dessus d’un véhicule automobile comportant un dispositif de conditionnement d’air selon l’invention ;
La est une vue schématique de dessus du dispositif de conditionnement d’air de la selon un premier mode de réalisation ; et
La est une vue schématique de dessus du dispositif de conditionnement d’air de la selon un deuxième mode de réalisation.
Le véhicule automobile 1 représenté sur la est un véhicule automobile. Par exemple, c’est une voiture individuelle, ou une camionnette, un camion, un autobus, un avion, un bateau, etc.
Dans la présente description, la direction longitudinale correspond à la direction de déplacement du véhicule, et la direction transversale est la direction perpendiculaire à la direction longitudinale et parallèle au plan de roulement du véhicule.
La direction verticale est entendue ici comme étant la direction perpendiculaire au plan de roulement du véhicule.
L’avant et l’arrière sont entendus relativement au sens de déplacement normal du véhicule. La gauche et la droite sont entendues également relativement au sens de déplacement normal du véhicule.
L’amont et l’aval sont entendus relativement au sens de circulation normal du fluide correspondant.
Le véhicule automobile 1 comprend un habitacle 3 présentant une zone avant gauche 5, une zone avant droite 7, et une zone passager arrière 9 comprenant une zone arrière gauche 11 et une zone arrière droite 13.
Sur l’exemple représenté, le véhicule 1 est à conduite du côté gauche et un siège conducteur 15 et un volant de direction du véhicule 17 se trouvent dans la zone avant gauche 5.
Un siège passager avant 19 se trouve dans la zone avant droite 7.
En variante, le véhicule est à conduite du côté droit un siège conducteur et un volant de direction du véhicule se trouvent dans la zone avant droite et un siège passager avant se trouve dans la zone avant gauche.
Au moins un siège passager arrière 21 se trouve dans la zone passager arrière 9.
Le siège passager arrière 21, dans l’exemple représenté sur les figures, est une banquette comportant plusieurs places assises. En variante, la zone passager arrière 9 est équipée de plusieurs sièges passagers arrières 21, indépendants les uns des autres.
La zone avant gauche 5 correspond au volume situé autour du siège conducteur 15.
La zone avant gauche 5 est délimitée vers l’arrière par un plan fictif P1 contenant les directions verticales et transversales, et passant sensiblement au niveau du dossier du siège conducteur 15.
La zone avant gauche 5 est délimitée vers l’avant par le tablier 22 séparant le compartiment moteur de l’habitacle 3, et par la planche de bord 23.
La zone avant gauche 5 est délimitée vers le bas par le plancher 24 et vers le haut par le pavillon du véhicule (non représenté).
La zone avant gauche 5 est délimitée transversalement d’un côté par la carrosserie du véhicule côté gauche, et du côté opposé par un plan fictif P2 contenant la direction verticale et la direction longitudinale. Ce plan fictif P2 est un plan longitudinal médian du véhicule.
La zone avant droite 7 est délimitée de la même façon. Elle est délimitée vers l’arrière sensiblement par le plan fictif P1, qui passe par le dossier du siège passager avant 19. Elle est délimitée transversalement d’un côté par le plan fictif P2, et de l’autre côté par la carrosserie du véhicule.
La zone passager arrière 9 est délimitée vers l’avant par le plan fictif P1, et vers l’arrière par un plan fictif P3 passant par le dossier du ou des sièges passager arrière 21. Le plan P3 est sensiblement vertical et transversal.
La zone passager arrière 9 est délimitée vers le haut par le pavillon du véhicule et vers le bas par le plancher 24. Elle est délimitée transversalement, des deux côtés, par la carrosserie du véhicule.
La zone arrière gauche 11 est délimitée transversalement d’un côté par la carrosserie du véhicule côté gauche, et du côté opposé par le plan fictif P2 contenant la direction verticale et la direction longitudinale. Ce plan fictif P2 est un plan longitudinal médian du véhicule.
La zone arrière droite 13 est délimitée de la même façon. Elle est délimitée vers l’arrière sensiblement par le plan fictif P3 passant par le dossier du ou des sièges passager arrière 21. Elle est délimitée transversalement d’un côté par le plan fictif P2, et de l’autre côté par la carrosserie du véhicule.
Le véhicule automobile 1 comprend un dispositif de conditionnement d’air de l’habitacle 30.
Ce dispositif de conditionnement d’air de l’habitacle 30 est prévu pour assurer un renouvellement de l’air de l’habitacle 3, et un conditionnement de l’air de l’habitacle 3. Par conditionnement, on entend ici un chauffage ou un refroidissement de l’atmosphère de l’habitacle 3.
Le dispositif de conditionnement d’air 30 comprend un circuit de soufflage d’air frais 32.
Il comporte également un circuit d’évacuation d’air vicié 34.
On entend ici par air frais un air venant de l’extérieur du véhicule, cet air pouvant être froid ou chaud.
Le circuit de soufflage d’air frais 32 comprend une prise d’air 36 débouchant à l’extérieur du véhicule 1.
La prise d’air 36 est par exemple placée à la base du pare-brise du véhicule 1.
Le circuit de soufflage d’air frais 32 représenté sur la comprend un organe de circulation d’air 38 ayant une aspiration en communication fluidique avec la prise d’air 36 et un conduit de distribution d’air 40 raccordé fluidiquement à un refoulement de l’organe de circulation d’air 38.
L’organe de circulation d’air 38 est avantageusement un moto-ventilateur, notamment du type à cage d’écureuil.
Le conduit de distribution d’air 40 a au moins un évent 42, 44, 46, 48 par lequel l’air frais est soufflé dans l’habitacle 3.
En particulier, le conduit de distribution d’air 40 présente au moins un évent 42 pour la zone avant gauche 5, au moins un évent 44 pour la zone avant droite 7, au moins un évent 46 pour la zone arrière gauche 11 et au moins un évent 48 pour la zone arrière droite 13.
Chaque évent débouche directement dans la zone correspondante.
Dans la zone avant gauche 5 et la zone avant droite 7, l’au moins un évent 42, 44, est par exemple au niveau des épaules, d’un appuie-tête ou encore d’une assise du siège correspondant.
Dans la zone arrière gauche 11 et la zone arrière droite 13, l’au moins un évent 46, 48, est par exemple au niveau de l’arrière du dossier du siège placé devant, c’est-à-dire le siège conducteur 15 ou le siège passager avant 19.
Avantageusement, le dispositif de conditionnement d’air 30 comprend un échangeur de chaleur 50 placé en aval de l’organe de circulation d’air 38.
De préférence, l’échangeur de chaleur 50 comprend un premier côté 54 de circulation d’air frais intercalé sur le circuit de soufflage d’air frais 32 et un second côté (non visible) de circulation d’air vicié intercalé sur le circuit d’évacuation d’air vicié 34, le premier côté 54 étant en contact thermique avec le second côté. En d’autres termes, l’air frais circulant dans le premier côté 54 échange de l’énergie thermique avec l’air vicié circulant dans le second côté.
Le premier côté 54 de l’échangeur de chaleur 50 comprend un conduit de circulation d’air frais, dans lequel sont disposées des ailettes 52.
Les ailettes 52 de l’échangeur de chaleur 50 sont par exemple du type offset, en forme de vagues ou à persiennes.
Les ailettes 52 de l’échangeur de chaleur 50 sont réalisées de préférence en aluminium et/ou en cuivre. Ces matériaux présentent une conductivité élevée.
Les ailettes 52 du premier côté 54 de circulation d’air frais sont brasées ou fixées par tout moyen approprié sur une plaque du même métal.
Le second côté de l’échangeur de chaleur 50 comprend un conduit de circulation d’air vicié, dans lequel sont disposées d’autres ailettes 52.
Le premier côté 54 est séparé du second côté par une cloison thermiquement conductrice à travers laquelle l’air frais est en contact thermique avec l’air vicié.
Les ailettes 52 du second côté de circulation d’air vicié présentent avantageusement exactement la même géométrie que les ailettes 52 du premier côté 54 de circulation d’air frais car le débit d’air frais entrant est avantageusement le même que le débit d’air vicié sortant. L’air frais entrant et l’air vicié sortant circulent à contre-courant dans l’échangeur de chaleur 50.
Le premier côté 54 de l’échangeur de chaleur 50 et le second côté de l’échangeur de chaleur 50 sont chacun divisés en deux conduits parallèles 54G, 54D sensiblement identiques.
Les conduits 54G, 54D de l’échangeur de chaleur 50 sont séparés thermiquement l’un de l’autre par une paroi isolante 56.
De cette façon, les conduits 54G, 54D sont thermiquement indépendants l’un de l’autre.
Le conduit de distribution d’air 40 comprend un conduit principal unique 57 subdivisé en quatre canaux 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR pour conditionner au moins quatre zones de l’habitacle 3 de façon thermiquement indépendante.
En particulier, les quatre canaux comprennent un canal avant gauche 74G/AV destiné à conditionner la zone avant gauche 5, un canal arrière gauche 74G/AR destiné à conditionner la zone arrière gauche 11, un canal avant droit 74D/AV destiné à conditionner la zone avant droite 7 et un canal arrière droit 74D/AR destiné à conditionner la zone arrière droite 13.
De cette façon, chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR est thermiquement indépendant des autres canaux 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR.
En revenant à l’échangeur de chaleur 50, le conduit 54G est dédié à la zone avant gauche 5 et à la zone arrière gauche 11 de l’habitacle 3 et alimente les canaux avant gauche et arrière gauche 74G/AV, 74G/AR, et le conduit 54D est dédié à la zone avant droite 7 et à la zone arrière droite 13 de l’habitacle 3 et alimente les canaux avant droit et arrière droit 74D/AV, 74D/AR.
Le circuit de soufflage d’air frais 32 comprend un refroidisseur 60 unique intercalé dans un tronçon de refroidissement 61 du conduit principal 57.
Le refroidisseur 60 est avantageusement placé en aval de l’échangeur de chaleur 50.
Le refroidisseur 60 comprend un évaporateur 62.
L’évaporateur 62 est à détente fixe ou bien à détente variable.
L’évaporateur 62 comprend typiquement un tube 64 de circulation d’un fluide réfrigérant. Le tube 64 a une forme de serpentin agencé transversalement au conduit de distribution d’air 40.
Le tube 64 a des portions insérées dans chaque canal 74G /AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR. La portion de tube 64 insérée dans le canal avant gauche 74G/AV est destinée à refroidir l’air en direction de la zone avant gauche 5 de l’habitacle 3.
La portion de tube 64 insérée dans le canal avant droit 74D/AV est destinée à refroidir l’air en direction de la zone avant droite 7 de l’habitacle 3.
La portion de tube 64 insérée dans le canal arrière gauche 74G/AR est destinée à refroidir l’air en direction de la zone arrière gauche 11 de l’habitacle 3.
La portion de tube 64 insérée dans le canal arrière droit 74D/AR est destinée à refroidir l’air en direction de la zone arrière droite 13 de l’habitacle 3.
Le tube 64 porte des ailettes 66.
Les ailettes 66 augmentent la surface d’échange avec l’air circulant dans l’habitacle 3.
Certaines ailettes 66 sont disposées dans le conduit principal 57, sensiblement parallèlement à la trajectoire de l’air circulant dans le refroidisseur 60.
Ces ailettes 66 constituent des cloisons 92, 94, 96 séparant les canaux 74G /AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR les uns des autres le long du tronçon de refroidissement 61 du conduit principal 57.
En variante, le refroidisseur est constitué de tout autre moyen de refroidir l’air circulant dans le circuit de soufflage d’air frais.
Le circuit de soufflage d’air frais 32 comprend avantageusement un chauffage 70 placé dans une portion de chauffage 71 du conduit principal unique 57.
En particulier, le chauffage 70 est placé en aval du premier côté 54 de l’échangeur de chaleur 50 et en série avec le refroidisseur 60 dans le conduit principal unique 57.
Sur la , le chauffage 70 est placé en amont du refroidisseur 60.
En variante, le chauffage 70 est placé en aval du refroidisseur 60.
Le chauffage 70 comprend au moins un organe de chauffage 70’, 72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR.
Selon un premier mode de réalisation, dans le cas d’un véhicule électrique, le chauffage 70 comprend au moins un organe de chauffage 72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR, tel une résistance électrique.
L’au moins une résistance électrique 72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR est avantageusement du type Coefficient Thermique Positif (CTP) ou Coefficient Thermique Négatif (CTN) auto régulée à une température prédéfinie, c’est-à-dire dont la résistance est variable en fonction de sa température.
Dans l’exemple représenté, le chauffage 70 comprend une résistance électrique 72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR par canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR.
En particulier, le canal avant gauche 74G/AV comprend une résistance électrique avant gauche 72G/AV destinée à réchauffer l’air en direction de la zone avant gauche 5 de l’habitacle 3.
Le canal avant droit 74D/AV comprend une résistance électrique avant droite 72D/AV destinée à réchauffer l’air en direction de la zone avant droite 7 de l’habitacle 3.
Le canal arrière gauche 74G/AR comprend une résistance électrique arrière gauche 72G/AR destinée à réchauffer l’air en direction de la zone arrière gauche 11 de l’habitacle 3.
Le canal arrière droit 74D/AR comprend une résistance électrique arrière droite 72D/AR destinée à réchauffer l’air en direction de la zone arrière droite 13 de l’habitacle 3.
De préférence, le circuit de soufflage d’air frais 32 comprend, pour chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR, un conduit de bipasse 86G/AV, 86G/AR, 86D/AV, 86D/AR raccordant fluidiquement un point amont dudit canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR, situé en amont du refroidisseur 60, à un point aval dudit canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR ou du conduit secondaire correspondant, situé en aval du refroidisseur 60.
Selon l’exemple représenté, le circuit de soufflage d’air frais 32 comprend quatre conduits de bipasse 86G/AV, 86G/AR, 86D/AV, 86D/AR.
De plus, chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR est pourvu en amont du chauffage 70 d’un organe de réglage amont 84G/AV, 84G/AR, 84D/AV, 84D/AR configuré pour contrôler un débit d’air frais circulant dans le conduit de bipasse 86G/AV, 86G/AR, 86D/AV, 86D/AR.
En particulier, chacun des quatre organes de réglage amont 84G/AV, 84G/AR, 84D/AV, 84D/AR est une vanne trois voies avec une sortie vers un conduit de bipasse 86G/AV, 86G/AR, 86D/AV, 86D/AR et une sortie vers la partie aval du canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR, ou une vanne deux voies intercalée sur le conduit de bipasse 86G/AV, 86G/AR, 86D/AV, 86D/AR, de telle sorte que l’organe de réglage amont 84G/AV placé en amont du canal avant gauche 74G/AV est une vanne trois voies avec une sortie vers le conduit de bipasse avant gauche 86G/AV, et une sortie vers la partie aval du canal 74G/AV, ou une vanne deux voies intercalée sur le conduit de bipasse avant gauche 86G/AV, l’organe de réglage amont 84D/AV placé en amont du canal avant droit 74D/AV est une vanne trois voies avec une sortie vers le conduit de bipasse avant droit 86D/AV, et une sortie vers la partie aval du canal avant droit 74D/AV, ou une vanne deux voies intercalée sur le conduit de bipasse avant droit 86D/AV, l’organe de réglage amont 84G/AR placé en amont du canal arrière gauche 74G/AR est une vanne trois voies avec une sortie vers le conduit de bipasse arrière gauche 86G/AR, et une sortie vers la partie aval du canal arrière gauche 74G/AR, ou une vanne deux voies intercalée sur le conduit de bipasse arrière gauche 86G/AR, et l’organe de réglage amont 84D/AR placé en amont du canal arrière droit 74D/AR est une vanne trois voies avec une sortie vers un conduit de bipasse arrière droit 86D/AR, et une sortie vers la partie aval du canal arrière droit 74D/AR, ou une vanne deux voies intercalée sur le conduit de bipasse arrière droit 86D/AR.
En variante, chacun des quatre organes de réglage amont 84G/AV, 84G/AR, 84D/AV, 84D/AR est une vanne trois voies placéeen avaldu refroidisseur 60 lorsque le refroidisseur 60 est positionné à la sortie du conduit de bipasse 86G/AV, 86G/AR, 86D/AV, 86D/AR.
Chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR est raccordé fluidiquement à un évent 42, 44, 46, 48 débouchant directement dans la zone 5, 7, 11, 13 correspondante de l’habitacle 3 par un conduit secondaire 97G/AV, 97G/AR, 97D/AV, 97D/AR.
De préférence, pour chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR, un organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR est placé en aval du point aval dans ledit canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR ou dans le conduit secondaire 97G/AV, 97G/AR, 97D/AV, 97D/AR respectif.
En particulier, chacun des quatre organes de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/A est positionné à l’aval de la jonction des conduits de bipasse 86G/AV, 86G/AR, 86D/AV, 86D/AR et des canaux 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR de telle sorte que l’organe de réglage aval 98G/AV est placé en aval de la jonction du canal avant gauche 74G/AV et du conduit de bipasse avant gauche 86G/AV, l’organe de réglage aval 98D/AV est placé en aval de la jonction du canal avant droit 74D/AV et du conduit de bipasse avant droit 86D/AV, l’organe de réglage aval 98G/AR est placé en aval de la jonction du canal arrière gauche 74G/AR et du conduit de bipasse arrière gauche 86G/AR, l’organe de réglage aval 98D/AR est placé en aval de la jonction du canal arrière droit 74D/AR et du conduit de bipasse arrière droit 86D/AR.
Chaque organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR est configuré pour contrôler un débit d’air frais circulant vers les évents 42, 44, 46, 48.
Le dispositif de conditionnement d’air 30 comprend avantageusement un contrôleur configuré pour piloter chaque organe de chauffage 72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR.
Le contrôleur comprend une interface utilisateur.
L’interface utilisateur est configurée pour que les occupants entrent la température de l’air souhaitée pour chaque zone 5, 7, 11, 13 de l’habitacle 3.
Le contrôleur comprend un capteur de température à l’entrée de chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR, en aval de l’échangeur de chaleur 50.
Le capteur de température est configuré pour mesurer la température de l’air à l’entrée de chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR et pour renseigner le contrôleur sur la température mesurée.
Le contrôleur est configuré pour lire la température de l’air mesurée dans chaque canal par le capteur de température, et la température de l’air souhaitée par les occupants pour chaque zone 5, 7, 11, 13 de l’habitacle 3.
Le contrôleur est programmé pour activer l’organe de chauffage 72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR si la température mesurée par le capteur de température, à l’entrée du canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR respectif, est inférieure à la température souhaitée dans la zone correspondante 5, 7, 11, 13 de l’habitacle 3.
Chaque organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR comporte un détecteur agencé pour détecter si ledit organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR est ouvert et pour en informer le contrôleur.
Le contrôleur est programmé pour régler la position de l’organe de réglage amont 84G/AV, 84G/AR, 84D/AV, 84D/AR en fonction de la température souhaitée.
La vanne est par exemple manuelle.
Dans ce cas, l’occupant place l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR dans une position déterminée selon la valeur de débit d’air souhaitée pour la zone 5, 7, 11, 13 correspondante de l’habitacle 3. En variante, la vanne est motorisée.
Dans ce cas, le véhicule 1 comprend avantageusement, pour chaque siège, un détecteur de présence d’un passager occupant le siège.
Le détecteur de présence est configuré pour indiquer au contrôleur si un passager occupe le siège ou non.
Le contrôleur est configuré pour piloter l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR.
L’interface utilisateur est configurée pour que les occupants entrent la valeur de débit d’air souhaitée dans chaque zone 5, 7, 11, 13 de l’habitacle 3.
Le contrôleur est configuré pour placer l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR en position fermée si le détecteur de présence indique que le siège n’est pas occupé.
Si le détecteur de présence indique que le siège est occupé, le contrôleur est configuré pour placer l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR dans une position déterminée en utilisant la valeur de débit d’air souhaitée pour la zone correspondante 5, 7, 11, 13 de l’habitacle 3. Le contrôleur est programmé pour maintenir l’organe de chauffage 72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR éteint si le détecteur indique que le siège n’est pas occupé ou si aucune demande de conditionnement est formulée, telle que par exemple dans le cas où la température à l’extérieur du véhicule 1 est égale à la température souhaitée dans la zone déterminée de l’habitacle 3.
Avantageusement, le dispositif de conditionnement d’air 30 comporte au moins un circuit d’évacuation d’air vicié 34.
L’au moins un circuit d’évacuation d’air vicié 34 comprend un rejet 100 débouchant à l’extérieur du véhicule 1 et au moins un conduit d’évacuation d’air 102 raccordé fluidiquement au rejet 100.
L’au moins un circuit d’évacuation d’air vicié 34 a au moins une bouche d’évacuation d’air vicié 104, 106, 108, 110 débouchant dans l’habitacle 3 et raccordée fluidiquement au conduit d’évacuation d’air 102.
Selon l’exemple représenté, le circuit d’évacuation d’air vicié 34 présente une bouche d’évacuation d’air vicié 104 à l’arrière de l’habitacle 3, au niveau de l’appuie-tête du siège passager arrière 21 côté gauche, et une bouche d’évacuation d’air vicié 106 à l’arrière de l’habitacle 3, au niveau de l’appuie-tête du siège passager arrière 21 côté droit.
En variante, l’au moins une bouche d’évacuation d’air vicié 104, 106 débouche au niveau de l’assise ou du dossier du siège passager arrière 21 côté gauche et/ou côté droit.
Selon l’exemple représenté, le circuit d’évacuation d’air vicié 34 présente en outre une bouche d’évacuation d’air vicié 108 à l’avant de l’habitacle 3, au niveau des pieds du conducteur et une bouche d’évacuation d’air vicié 110 à l’avant de l’habitacle 3, au niveau des pieds du passager avant droit.
Le conduit d’évacuation d’air vicié est raccordé fluidiquement au second côté de circulation d’air vicié de l’échangeur de chaleur 50.
Le circuit d’évacuation d’air vicié 34 permet à l’air, transitant par l’ensemble comprenant l’organe de circulation 38, l’échangeur de chaleur 50, le chauffage 70, le refroidisseur 60, et débouchant dans l’au moins un évent 42, 44, 46, 48, d’être reconduit vers l’échangeur de chaleur 50 pour quitter l’habitacle 3 à une température voisine de la température extérieure au véhicule 1.
Le contrôleur pilote chaque organe de chauffage 72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR.
Les occupants entrent la température de l’air souhaitée dans l’interface utilisateur pour chaque zone 5, 7, 11, 13 de l’habitacle 3.
Le capteur de température à l’entrée de chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR mesure la température de l’air à l’entrée de chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR.
Le capteur de température renseigne le contrôleur sur la température mesurée à l’entrée de chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR.
Le contrôleur lit la température de l’air mesurée dans chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR par le capteur de température, et la température de l’air souhaitée par les occupants pour chaque zone 5, 7, 11, 13 de l’habitacle 3.
Si la température de l’air souhaitée pour une zone 5, 7, 11, 13 de l’habitacle 3 est supérieure à la température de l’air mesurée dans le canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR correspondant, le contrôleur active l’organe de chauffage 72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR correspondant.
Le détecteur de l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR correspondant détecte si ledit organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR est ouvert ou non.
Le détecteur de l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR informe le contrôleur de la position de l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR.
Le contrôleur règle la position de l’organe de réglage amont 84G/AV, 84G/AR, 84D/AV, 84D/AR en fonction de la température souhaitée.
Si la température de l’air souhaitée pour une zone 5, 7, 11, 13 de l’habitacle 3 est inférieure à la température de l’air mesurée dans le canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR correspondant, le contrôleur active le refroidisseur 60.
Le détecteur de l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR correspondant détecte si ledit organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR est ouvert ou non.
Le détecteur de l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR informe le contrôleur de la position de l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR.
Le contrôleur règle la position de l’organe de réglage amont 84G/AV, 84G/AR, 84D/AV, 84D/AR en fonction de la température souhaitée.
Le débit d’air est réglé pour chaque zone 5, 7, 11, 13 de l’habitacle 3 en agissant sur l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR.
L’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR est réglé manuellement selon la valeur de débit d’air souhaité.
En variante, la vanne est motorisée.
Dans ce cas, le véhicule comprend avantageusement, pour chaque siège, un détecteur de présence d’un passager occupant le siège.
Le détecteur de présence indique au contrôleur si un passager occupe le siège ou non.
Le contrôleur pilote l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR.
Les occupants entrent dans l’interface utilisateur la valeur de débit d’air souhaitée dans chaque zone 5, 7, 11, 13 de l’habitacle 3.
Le contrôleur place l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR en position fermée si le détecteur indique que le siège n’est pas occupé.
Si le détecteur indique que le siège est occupé, le contrôleur place l’organe de réglage aval 98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR dans une position déterminée en utilisant la valeur de débit d’air souhaitée pour la zone 5, 7, 11, 13 correspondante de l’habitacle 3.
Le dispositif de conditionnement d’air de l’habitacle d’air 30 selon ce mode de réalisation est particulièrement avantageux.
Le fait que chaque évent 42, 44, 46, 48 débouche directement dans la zone 5, 7, 11, 13 correspondante de l’habitacle 3 permet d’apporter de l’air conditionné au plus près des occupants, améliorant ainsi le confort aussi bien des occupants avant (conducteur et passager avant) que des passagers arrière.
L’insertion de portions du tube 64 du refroidisseur 60 dans chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR a pour effet de refroidir les canaux 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR dans lesquels de l’air circule. Les canaux 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR en contact avec le refroidisseur 60 sont traversés par de l’air en quantité variable selon les souhaits des occupants.
Comme décrit plus haut, prévoir des conduits de bipasse 86G/AV, 86G/AR, 86D/AV, 86D/AR, et un organe de réglage amont 84G/AV, 84G/AR, 84D/AV, 84D/AR en amont du refroidisseur 60 configuré pour contrôler un débit d’air frais circulant dans le conduit de bipasse 86G/AV, 86G/AR, 86D/AV, 86D/AR correspondant, a pour effet de moduler la température de l’air frais soufflé par chaque évent 42, 44, 46, 48 en fonction de la température souhaitée pour la zone 5, 7, 11, 13 correspondante de l’habitacle 3. Ceci est particulièrement avantageux pour améliorer le confort des occupants.
Comme indiqué plus haut, prévoir un organe de chauffage 72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR par canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR permet de n’activer que l’organe de chauffage 72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR nécessaire à réchauffer la zone 5, 7, 11, 13 correspondante de l’habitacle 3 qui doit être chauffée, par exemple si le conducteur est seul ou bien si l’un des passagers souhaite recevoir de l’air frais à une température supérieure à celle régnant dans l’habitacle. Une telle disposition est en outre très économique et est peu complexe à mettre en œuvre. Les pertes thermiques associées sont négligeables.
Le fait de prévoir un échangeur de chaleur 50 avec un premier côté 54 de circulation d’air frais intercalé sur le circuit de soufflage d’air frais 32 et un second côté de circulation d’air vicié intercalé sur le circuit d’évacuation d’air vicié 34, et dans lequel le premier côté 54 est divisé en deux conduits parallèles 54G, 54D, l’un 54G alimentant les canaux avant gauche et arrière gauche 74G/AV, 74G/AR, l’autre 54D alimentant les canaux avant droit et arrière droit 74D/AV, 74D/AR, permet à l’air transitant le dispositif de conditionnement d’air 30, et débouchant dans l’au moins un évent 42, 44, 46, 48, d’être reconduit vers l’échangeur de chaleur 50 pour réchauffer ou refroidir l’air circulant dans le premier côté 54 de circulation d’air frais, et ainsi de quitter l’habitacle 3 à une température voisine de la température extérieure au véhicule 1. Des économies d’énergie sont ainsi réalisées.
Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur la , le chauffage 70 comprend un organe de chauffage 70’ commun à tous les canaux 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR.
L’organe de chauffage commun 70’ est par exemple un condenseur 70’ faisant partie d’une pompe à chaleur.
Seuls les points pour lesquels ce deuxième mode de réalisation diffère du premier seront détaillés ci-dessous.
Les éléments identiques ou assurant la même fonction seront désignés par les mêmes références dans les deux modes de réalisation.
Le deuxième mode de réalisation s’applique indifféremment à un véhicule électrique et à un véhicule à moteur thermique.
Le condenseur 70’ du chauffage 70 est sensiblement identique à l’évaporateur 62 du refroidisseur 60 décrit plus haut.
Le condenseur 70’ comprend typiquement un tube 120 de circulation d’un fluide réfrigérant. Le tube 120 a une forme de serpentin agencé transversalement au conduit de distribution d’air 40. Le tube 120 a des portions insérées dans chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR.
Le tube 120 porte des ailettes 122.
Certaines ailettes 124, 126, 128 sont disposées sensiblement parallèlement à la trajectoire de l’air circulant dans le chauffage 70.
Les ailettes 122 augmentent la surface d’échange avec l’air circulant dans l’habitacle 3.
Les ailettes 124, 126, 128 constituent des cloisons séparant les canaux 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR les uns des autres le long du tronçon de chauffage 71.
De la même manière que l’évaporateur 62, un seul élément à savoir le condenseur 70’ est à même de réchauffer l’air passant par un, deux, trois ou quatre des canaux 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR.
La régulation de la température d’air de chaque canal 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR est assurée par l’organe de réglage amont 84G/AV, 84G/AR, 84D/AV, 84D/AR correspondant.
Le fait de prévoir un condenseur 70’ commun à tous les canaux 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR a pour effet de réchauffer les canaux 74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR dans lesquels de l’air circule.
L’intérêt de ce mode de réalisation est l’utilisation d’une pompe à chaleur présentant un coefficient de performance supérieur à un. Par exemple, pour un coefficient de performance de 2, s’il est nécessaire de fournir 100W à l’air, la pompe à chaleur ne consomme que 50W.
Ce mode de réalisation est moins énergivore que le premier mode de réalisation.
En variante, et dans le cas d’un véhicule à moteur thermique à combustion interne ou dans le cas d’un véhicule équipé d’une pile à combustible, il est avantageux d’utiliser la chaleur, perdue dans le fluide de refroidissement du moteur à combustion ou de la pile à combustible, pour faire circuler ce fluide dans le condenseur 70’.

Claims (10)

  1. Dispositif de conditionnement d’air (30) d’un habitacle (3) d’un véhicule (1), l’habitacle (3) comprenant une zone avant gauche (5), une zone avant droite (7), une zone arrière gauche (11) et une zone arrière droite (13),
    - le dispositif comprenant un circuit de soufflage d’air frais (32) dans l’habitacle (3) et un circuit d’évacuation d’air vicié (34) hors de l’habitacle (3) ;
    - le circuit de soufflage d’air frais (32) comprenant une prise d’air (36) débouchant à l’extérieur du véhicule (1), un organe de circulation d’air (38) ayant une aspiration en communication fluidique avec la prise d’air (36) et un conduit de distribution d’air (40) raccordé fluidiquement à un refoulement de l’organe de circulation d’air (38), le conduit de distribution d’air (40) ayant au moins un évent (42, 44, 46, 48) par lequel l’air frais est soufflé dans l’habitacle (3) ;
    - le conduit de distribution d’air (40) comprenant un conduit principal (57) unique subdivisé en au moins quatre canaux (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR) pour conditionner lesdites quatre zones (5, 7, 11, 13) de l’habitacle (3) de façon thermiquement indépendante ;
    - le circuit de soufflage d’air frais (32) comprenant un refroidisseur (60) unique intercalé dans un tronçon de refroidissement (61) du conduit principal (57) et configuré pour refroidir l’air circulant dans tous les canaux (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR).
  2. Dispositif de conditionnement d’air (30) selon la revendication 1, dans lequel chaque canal (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR) est raccordé fluidiquement à un évent (42, 44, 46, 48) débouchant directement dans la zone (5, 7, 11, 13) correspondante de l’habitacle (3) par un conduit secondaire (97G/AV, 97G/AR, 97D/AV, 97D/AR) respectif.
  3. Dispositif de conditionnement d’air (30) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le refroidisseur (60) comprend un évaporateur (62) comportant un tube (64) de circulation d’un fluide réfrigérant, le tube (64) ayant des portions insérées dans chaque canal (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR), le tube (64) portant des ailettes (66) constituant des cloisons (92, 94, 96) séparant les canaux (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR) les uns des autres le long du tronçon de refroidissement (61) du conduit principal (57).
  4. Dispositif de conditionnement d’air (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le circuit de soufflage d’air frais (32) comprend, pour chaque canal (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR), un conduit de bipasse (86G/AV, 86G/AR, 86D/AV, 86D/AR) raccordant fluidiquement un point amont dudit canal (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR), situé en amont du refroidisseur (60), à un point aval dudit canal (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR) ou du conduit secondaire correspondant (97G/AV, 97G/AR, 97D/AV, 97D/AR) situé en aval du refroidisseur (60), et un organe de réglage amont (84G/AV, 84G/AR, 84D/AV, 84D/AR) configuré pour contrôler un débit d’air frais circulant dans ledit conduit de bipasse (86G/AV, 86G/AR, 86D/AV, 86D/AR).
  5. Dispositif de conditionnement d’air (30) selon les revendications 2 et 4, dans lequel, pour chaque canal (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR), un organe de réglage aval (98G/AV, 98G/AR, 98D/AV, 98D/AR) est placé en aval du point aval dans ledit canal (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR) ou dans le conduit secondaire (97G/AV, 97G/AR, 97D/AV, 97D/AR) respectif.
  6. Dispositif de conditionnement d’air (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le circuit de soufflage d’air frais (32) comprend en outre un chauffage (70) placé dans une portion de chauffage (71) du conduit principal unique (57).
  7. Dispositif de conditionnement d’air (30) selon la revendication 6, dans lequel le chauffage (70) comprend un organe de chauffage (72G/AV, 72G/AR, 72D/AV, 72D/AR) par canal (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR).
  8. Dispositif de conditionnement d’air (30) selon la revendication 6, dans lequel le chauffage (70) comprend un organe de chauffage (70’) commun à tous les canaux (74G/AV, 74G/AR, 74D/AV, 74D/AR).
  9. Dispositif de conditionnement d’air (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les quatre canaux comprennent un canal avant gauche (74G/AV) destiné à conditionner la zone avant gauche (5), un canal arrière gauche (74G/AR) destiné à conditionner la zone arrière gauche (11), un canal avant droit (74D/AV) destiné à conditionner la zone avant droite (7) et un canal arrière droit (74D/AR) destiné à conditionner la zone arrière droite (13), le dispositif de conditionnement d’air (30) comprenant un échangeur de chaleur (50) comprenant un premier côté (54) de circulation d’air frais intercalé sur le circuit de soufflage d’air frais (32) et un second côté de circulation d’air vicié intercalé sur le circuit d’évacuation d’air vicié (34), et dans lequel le premier côté (54) de l’échangeur de chaleur (50) est divisé en deux conduits parallèles (54G, 54D), l’un des canaux (54G) alimentant les canaux avant gauche et arrière gauche (74G/AV, 74G/AR), l’autre canal (54D) alimentant les canaux avant droit et arrière droit (74D/AV, 74D/AR).
  10. Véhicule (1) comprenant un dispositif de conditionnement d’air (30) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.
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