WO2022207837A1 - Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile - Google Patents

Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile Download PDF

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WO2022207837A1
WO2022207837A1 PCT/EP2022/058648 EP2022058648W WO2022207837A1 WO 2022207837 A1 WO2022207837 A1 WO 2022207837A1 EP 2022058648 W EP2022058648 W EP 2022058648W WO 2022207837 A1 WO2022207837 A1 WO 2022207837A1
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air
vertical
air flow
transverse
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PCT/EP2022/058648
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Philippe Pierres
Thierry Barbier
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Valeo Systemes Thermiques
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    • B60H2001/00214—Devices in front of the passenger compartment

Definitions

  • the invention relates to a heating, ventilation and/or air conditioning device for a motor vehicle as well as a motor vehicle comprising such a device.
  • heating, ventilation and/or air conditioning devices for a motor vehicle comprising a casing and, inside the casing, one or more heat exchangers and a unit for generating an air flow intended to cross the or the exchangers before being distributed in the direction of a passenger compartment of the vehicle via various outlet orifices.
  • Such devices take up a lot of space and one difficulty is to hide them under the dashboard.
  • they are located in a housing located between the driver and the passenger. Indeed, at this location, the dashboard can extend vertically between the legs of the driver and the front passenger.
  • the heating, ventilation and/or air conditioning devices take advantage of this available space by correspondingly presenting a significant vertical extension.
  • dashboard it may be desirable for the dashboard to leave the space between the driver's and front passenger's legs free. It is then no longer possible to hide the heating, ventilation and/or air conditioning devices in this area and their layout must be reviewed.
  • a more horizontal distribution of the components of the heating, ventilation and/or air conditioning devices is provided.
  • such a distribution must remain compatible with an appropriate overall size of said devices in the passenger compartment of the vehicle.
  • the object of the invention is to overcome at least in part the difficulties mentioned above and to this end proposes a heating, ventilation and/or air conditioning device for a motor vehicle, said device having a footprint, called vertical, in a direction, called vertical, Z-Z', said device comprising a casing and, inside the casing, a first heat exchanger and a unit for generating an air flow, said first exchanger extending in a direction close to said vertical direction Z-Z' and a so-called transverse direction, Y-Y', perpendicular to the vertical direction Z-Z', said airflow generating unit comprising a propeller configured to rotate around an axis of rotation, oriented substantially in said transverse direction Y-Y ', and to generate the air flow tangentially towards said first exchanger, said propeller being arranged so as to remain in a vertical space of said first exchanger manager, said casing being configured to extend on either side of a wall separating a engine compartment of a vehicle passenger compartment, a first part of the housing housing the
  • the vertical direction Z-Z' of the device is intended to be parallel to the vertical axis called "Z" of the vehicle, in use, that is to say after installation in the vehicle.
  • the vertical size of said housing is maximum in a zone guiding the air flow towards said first exchanger and/or in line with said first exchanger.
  • the heat exchange surface of the first heat exchanger and the passage sections of the air flow in the direction of this first heat exchanger are preserved. . This optimizes the thermal efficiency of the device.
  • Said box is configured to direct the air flow at the outlet of the propeller directly towards said first exchanger, without changing direction,
  • said first exchanger comprises a heat exchange bundle extending mainly along a first direction I-G, having a limited angle, for example less than 15°, with respect to said vertical direction, and along the transverse direction Y-Y' ,
  • said first exchanger has transverse sides extending in said transverse direction Y-Y 'and in a direction, called the thickness of the beam, J-J', perpendicular to said first direction I-G and to said transverse direction Y-Y ',
  • - Said housing has an air supply chamber of said first exchanger having a divergent shape according to the direction of flow of the air flow along said direction of thickness of the bundle J-J', - Said air flow generation unit, in particular said propeller, is located between two parallel planes extending the transverse sides of the first exchanger,
  • said first exchanger has lateral sides extending along said first direction I-G and said direction of thickness of the bundle J-J',
  • - Said device comprises, inside the housing 1, a second heat exchanger,
  • said second exchanger comprises a heat exchange bundle extending mainly in said transverse direction Y-Y' and in a second direction K-K', intended to present a limited angle, for example less than 10°, with respect to in a direction orthogonal to the first I-G direction,
  • Said second exchanger is located between said parallel planes extending the transverse sides of the first exchanger and/or between the parallel planes extending the lateral sides of said first exchanger.
  • - Said housing defines a flow channel for the air flow with: o at least a first duct for a first air flow, defining a first air outlet, o at least a second duct for a second air flow, air, defining a second air outlet, o at least one mixing chamber communicating with the respective air outlets of said ducts, and o at least one mixing flap comprising a first sliding door arranged so as to control the distribution of first and second air flows in said mixing chamber, said mixing flap being arranged to move between a first extreme position closing the first duct, and a second extreme position closing the second duct, o the first duct directly connecting the first exchanger of heat to the mixing chamber by bypassing the second heat exchanger, o the second duct connecting the first exchanger to the mixing chamber by guiding the air through the second heat exchanger, - the device comprises one or more air outlet vents arranged downstream of the mixing chamber, each air outlet vent being configured to guide the flow of air towards different regions of a vehicle passenger compartment,
  • the device comprises a first distribution flap comprising a second sliding door arranged in such a way as to be able to close off at least partially one of said air outlet openings,
  • the device comprises an air inlet module positioned in the extension of said air flow generation unit along the transverse axis Y-Y',
  • - Said air intake module comprises a first air intake, configured to receive air from outside the vehicle,
  • the air inlet module comprises a second air inlet, configured to receive air from a passenger compartment of the vehicle,
  • Said second air inlet extends transversely, in particular orthogonally, from a side wall of the housing
  • the first part of the box housing the air flow generation unit also houses the air inlet module
  • - Said box comprises a support surface intended to come against said wall separating the engine compartment and the passenger compartment,
  • the first exchanger is an evaporator
  • the second exchanger is a heating radiator.
  • the invention also relates to a vehicle comprising an engine compartment, a passenger compartment and a wall separating said engine compartment from said passenger compartment, said vehicle further comprising a heating, ventilation and/or air conditioning device as described above.
  • FIG. 1 illustrates in a longitudinal section plane an embodiment of the heating, ventilation and/or air conditioning device according to the invention
  • FIG. 2 illustrates a perspective view of the device of FIG. 1, according to a first viewing angle
  • FIG. 3 illustrates a perspective view of the device of FIG. 1, according to another angle of view.
  • upstream and downstream always refer to the flow of an air flow circulating within the heating, ventilation and/or air conditioning device.
  • a longitudinal axis X of the heating, ventilation and/or air conditioning device can correspond to the front/rear longitudinal axis of the vehicle.
  • a transverse axis Y of the heating, ventilation and/or air conditioning device may correspond to the right/left transverse axis of the vehicle, and a vertical axis Z of the heating, ventilation and/or air conditioning device may correspond to the top vertical axis / bottom of the vehicle, each axis being perpendicular to each other especially when the heating, ventilation and / or air conditioning device is installed in the motor vehicle.
  • the invention relates to a heating, ventilation and/or air conditioning device for a motor vehicle, said device having a space requirement, called vertical, in a direction, called vertical, Z-Z'. This is in particular a direction parallel to the vertical axis "Z" of the vehicle, after installation of said device in the vehicle.
  • Said device comprises a housing 1 and, inside the housing 1, a first heat exchanger 2 and a unit 4 for generating an air flow,
  • Said first exchanger 2 extending mainly in a direction close to said vertical direction Z-Z' and a so-called transverse direction, Y-Y', perpendicular to the vertical direction Z-Z', and corresponding to the normal to the plane of Figure 1 and illustrated in Figure 3.
  • This is, for example, an evaporator. It thus serves to dehumidify and/or cool the air flow.
  • Said airflow generation unit 4 comprises a propeller 8 configured to rotate around an axis of rotation 10. This is in particular a volute or radial propeller. Said airflow generation unit 4 further comprises an electric motor for driving the propeller 8, said motor not being illustrated in the figures. Said motor comprises, for example, a stator and a rotor, oriented along said axis of rotation 10 of propeller 8. The motor is positioned, in particular, inside a volume defined by said propeller 8. It does not modify not the vertical bulk of the airflow generation unit 4. It also does not modify, or only slightly, the size of said air generation unit in said transverse direction Y-Y'.
  • the vertical size of said housing 1 is chosen to be maximum in a zone 6 for guiding the air flow towards said first exchanger 2 and/or in line with said first exchanger 2.
  • a passage section of the flow of air towards the first exchanger 2 which limits the pressure drops on the air and/or an exchange surface with the largest possible air at the level of the said first exchanger 2. While limiting vertical bulk, such a configuration thus makes it possible to maintain significant energy and/or thermal performance.
  • said axis of rotation 10 of propeller 8 is oriented substantially along said transverse direction Y-Y' and said propeller 8 is configured to generate the air flow tangentially, according to the arrow marked F0, in direction of said first exchanger 2.
  • Said propeller 8 is also arranged so as to remain in a vertical space of said first exchanger 2.
  • said propeller 8 can have a large diameter and generate a significant air flow without impacting the vertical space of the casing 1.
  • the orientation of the propeller 8 promotes air supply to the unit 4 for generating the air flow in said transverse direction Y-Y', which also contributes to preserving the vertical bulk of the device while limiting air pressure drops.
  • the invention also extends to a device in which the propeller 8, while retaining the same orientation, would have a positioning and/or a diameter which would take it out of the vertical space of the first exchanger 2 as long as, given the wall thicknesses of the housing 1, such a propeller does not cause an increase in the vertical size of the housing compared to that which said housing 1 has in the zone 6 for guiding the air flow towards said first exchanger 2 and /or to the right of said first interchange 2.
  • said box is configured to direct the air flow at the outlet of the propeller 8 directly towards said first exchanger 2, without elbow or change of direction. This helps to limit air pressure drops.
  • said casing 1 has a first chamber 12 in which said air flow generation unit 4 is located.
  • Said casing also has a second chamber 14 defining the zone 6 for guiding the air flow towards said first exchanger 2 and forming a space for supplying air to said first exchanger 2.
  • Said first chamber 12 has, for example, a cylindrical configuration , of circular section, centered on the axis of rotation 10 of the propeller 8.
  • Said casing 1 also has a communication orifice 16 between said first chamber 12 and said second chamber 14 so that the air passes directly from one to the other.
  • Said communication orifice 16 extends along said transverse direction Y-Y' along the same extent as said helix 8 and/or said first exchanger 2 along the same direction.
  • the air flow is generated tangentially to a lower part of the propeller 8 and passes from the first chamber 12 to the second chamber 14 through the communication orifice 16, without elbow or change of direction, said communication orifice 16 being positioned in the lower part of said housing 1 .
  • Said first exchanger 2 advantageously comprises a heat exchange bundle 18 extending mainly along a first direction IG presenting a limited angle, for example less than 15°, with respect to said vertical direction, and along the transverse direction Y-Y '.
  • said first exchanger 2 is slightly inclined with respect to the vertical but it could also be oriented vertically.
  • Said first exchanger 2 has transverse sides 20, 22 extending in said transverse direction Y-Y' and in a direction, called the thickness of the bundle, J-J', perpendicular to said first direction I-G and to said transverse direction Y-Y'.
  • Said transverse sides 20, 22 respectively here form upper and lower sides of the first exchanger 2.
  • Said first exchanger 2 also has lateral sides, not visible in the figures, extending along said first direction I-G and said direction of thickness of the beam J-J'.
  • Said lateral sides here respectively form right and left sides of the first exchanger 2. They connect the transverse sides 20, 22.
  • said 4 air flow generation unit in particular said propeller 8 are located between two parallel planes P, P' extending the transverse sides 20, 22 of the first exchanger 2.
  • said airflow generation unit 4 and/or said propeller 8 are substantially centered along said transverse axis Y-Y' with respect to said first exchanger 2. This allows good distribution of the airflow while limiting the size of the device along this direction. More specifically, here, said airflow generation unit 4 and/or said propeller 8 are substantially centered in said transverse direction Y-Y' between two planes extending said lateral sides of the exchanger.
  • said second chamber 14 preferably has a divergent shape according to the direction of flow of the air flow along said direction of thickness of the bundle J-J'.
  • Said device further comprises, inside the housing 1, a second heat exchanger 24.
  • a second heat exchanger 24 This is, for example, a heating radiator. It serves to heat the air passing through it.
  • Said second heat exchanger 24 is located downstream of said first exchanger 2, according to the direction of flow of the air flow.
  • Said box 1 here defines downstream of the first exchanger 2, a volume 28, called downstream volume, separated from the second chamber 14 by said first exchanger 2.
  • Said second exchanger 24 is located in said downstream volume 28.
  • Said second exchanger 24 comprises a heat exchange bundle extending mainly in said transverse direction Y-Y' and in a second direction K- K', intended to exhibit a limited angle, for example less than 10°, with respect to a direction orthogonal to the first direction IG and/or with respect to the horizontal, in use.
  • Said second exchanger 24 is preferably located between said parallel planes P, P' extending the transverse sides 20, 22 of the first exchanger 2 and/or between the parallel planes extending the lateral sides of said first exchanger 2.
  • Said housing 1 defines in said downstream volume 28 at least a first duct 32 for the flow of a first flow of air F1, defining a first outlet and at least a second duct 34 for the flow of a second air flow.
  • air F2 defining a second output.
  • It further defines at least one mixing chamber 38, communicating with the respective outputs of said ducts 32, 34.
  • Said device further comprises at least one mixing flap 40 comprising a first sliding door arranged so as to control the distribution of the first F1 and second F2 airflows in said mixing chamber 38.
  • Said mixing flap 40 is arranged to move between a first extreme position, blocking the first outlet, that is to say the outlet of the first conduit 32, and a second extreme position closing the second outlet, that is to say, the outlet of the second conduit 34.
  • the first conduit 32 directly connects the first heat exchanger 2 to the mixing chamber 38 bypassing the second heat exchanger 24.
  • the second conduit 34 connects the first exchanger 2 to the mixing chamber 38 passing through the second heat exchanger. heat 24.
  • all of the airflow coming from the airflow generation unit 4 systematically passes through the first exchanger 2 and only the part of the airflow possibly borrowing the second duct 34 passes through said second exchanger 24, the other part bypassing said second exchanger 24.
  • only the part of the air flow possibly passing through the second conduit 34 is heated.
  • the position of the mixing flap 40 is determined according to the air conditioning mode and the temperature chosen.
  • the mixing flap 40 When said mixing flap 40 is in its first extreme position, the entire flow of air passes through the second duct 34 to undergo heating.
  • the mixing flap 40 When the mixing flap 40 is in its second extreme position, the entire flow of air passes through the first duct 32, without undergoing heating.
  • said mixing flap 40 When said mixing flap 40 is in an intermediate position, the air flow is shared at the outlet of the first exchanger 2 between the first duct 32 and the second duct 34.
  • the corresponding flows F1, cold, and F2, hot, are found then in the mixing chamber 38 to form an air flow of intermediate temperature, as illustrated in FIG.
  • Said box 1 here comprises at least one air outlet mouth 62, 64, 66 arranged downstream of the mixing chamber 38, each air outlet mouth 62, 64, 66 being configured to guide the flow towards different regions of the vehicle interior.
  • This is, for example, a first air outlet mouth 62 in the direction of a windshield of the vehicle, located in the upper part of the housing 1, a second air outlet mouth 64 in direction of the upper body of the driver or of the passengers of the vehicle, located in the front part of the housing 1, or of a third air outlet 66, in the direction of the feet of the driver and/or the front passenger.
  • said device further comprises a first, a second and/or a third distribution flap 68, 70, 72, respectively arranged so as to be able to close off at least partially the first, the second and/or the third of said outlet mouths.
  • a distribution flap is provided here for each of said outlet vents 62, 64, 66. Alternatively, some of said flaps may be common to several outlet vents.
  • the said shutter(s) are formed, for example, of a sliding door, a butterfly shutter and/or a flag shutter.
  • said first flap 68 is formed, in particular, of a flag flap.
  • Said second distribution flap 70 is formed, in particular, of a second sliding door.
  • the third flap 72 is formed, in particular, of a butterfly flap.
  • Said box 1 further comprises here one or more air flow channels 74, connected to said third mouth 66 and intended to guide the air in the lower part of the passenger compartment.
  • the device further comprises an air inlet module 80.
  • Said air inlet module makes it possible to supply said unit 4 for generating an air flow. It includes, for example, an air filter.
  • Said air inlet module 80 is advantageously positioned in the extension of said unit 4 for generating the air flow along the transverse axis Y-Y', at the inlet of said unit 4.
  • Said air inlet module 80 comprises a first air inlet 82, configured to receive air coming from outside the vehicle, according to the arrow marked Fe.
  • Said air inlet 82 extends here in the extension of the axis of rotation 10 of the propeller 8. It is located in a plane orthogonal to said axis of rotation 10.
  • the air inlet module further comprises a second air inlet 84, configured to receive air from a passenger compartment of the vehicle, according to the arrow marked Fi.
  • Said second air inlet 84 extends transversely, in particular orthogonally, from a side wall 86 of the casing.
  • Said second air inlet 84 is located in a plane orthogonal to said first air inlet 82.
  • said box 1 is configured to extend on either side of a wall 90, illustrated schematically in dotted lines in FIG. Said wall 90 separates an engine compartment from the passenger compartment of the vehicle.
  • a first part of the casing 1 accommodating the air flow generation unit 4 as well as, possibly, the air intake module 80 are intended to be located on the engine compartment side. This limits the horizontal size of the device in the passenger compartment.
  • a second part of the casing 1 accommodating the first exchanger 2 and the downstream volume 26 is intended to be located on the passenger compartment side.
  • the second chamber 14 is located, for example on either side of said wall 90.
  • Said housing here comprises a support surface 92, intended to come against said wall 90 separating the engine compartment and the passenger compartment.
  • Said support surface 92 is intended to be oriented substantially vertically, in use.
  • said device further comprises one or more actuators 94 intended to cause the mixing flap 40 and the distribution flap or flaps 62, 64, 66 to move. 2 and/or the second exchanger 24 with the fluid(s) intended to pass through them.
  • actuators 94 intended to cause the mixing flap 40 and the distribution flap or flaps 62, 64, 66 to move. 2 and/or the second exchanger 24 with the fluid(s) intended to pass through them.
  • These are respectively, for example, a refrigerant and a heat transfer fluid.
  • said actuator(s) 94 are located on a side wall of housing 1, here corresponding to side wall 86 from which said second air inlet 84 extends, and said connector(s) 96 are located on a wall opposite side.
  • Said device further comprises a power supply 98 of the unit 4 for generating the air flow.
  • Said power supply 98 is configured to pass through said partition 90.
  • Said power supply is located, for example, along one of the side walls of the box 1, in particular that carrying the said connector(s) 96.

Abstract

Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile, ledit dispositif présentant un encombrement, dit vertical, selon une direction, dite verticale, Z-Z', ledit dispositif comprenant un boîtier (1) et, à l'intérieur du boîtier (1), un premier échangeur de chaleur (2) et une unité (4) de génération d'un flux d'air, ledit premier échangeur (2) s'étendant selon une direction proche de ladite direction verticale Z-Z' et une direction, dite transversale, Y-Y', perpendiculaire à la direction verticale Z-Z', ladite unité de génération du flux d'air comprenant une hélice (8) configurée pour tourner autour d'un axe de rotation (10), orienté sensiblement selon ladite direction transversale Y-Y', et pour générer le flux d'air de façon tangentielle en direction dudit premier échangeur (2), ladite hélice (8) étant agencée de façon à rester dans un encombrement vertical dudit premier échangeur (2), ledit boitier (1) étant configuré pour s'étendre de part et d'autre d'une paroi (90) séparant un compartiment moteur d'un habitacle du véhicule, une première partie du boîtier (1) accueillant l'unité de génération du flux d'air étant destinée à être située côté compartiment moteur et une deuxième partie du boîtier (1) accueillant le premier échangeur (2) étant destinée à être située coté habitacle.

Description

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE, VENTILATION ET/OU CLIMATISATION POUR VÉHICULE AUTOMOBILE
L’invention concerne un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile ainsi qu’un véhicule automobile comprenant un tel dispositif.
On connaît déjà des dispositifs de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile comprenant un boîtier et, à l’intérieur du boîtier, un ou plusieurs échangeurs de chaleur et une unité de génération d’un flux d’air destinés à traverser le ou les échangeurs avant d’être distribué en direction d’un habitacle du véhicule par différents orifices de sortie.
De tels dispositifs présentent un encombrement important et une difficulté est de les dissimuler sous la planche de bord. De façon traditionnelle, ils sont situés dans un logement se trouvant entre le conducteur et le passager. En effet, à cet emplacement, la planche de bord peut s’étendre verticalement entre les jambes du conducteur et du passager avant. Les dispositifs de chauffage, ventilation et/ou climatisation tire profit de cet espace disponible en présentant corrélativement une extension verticale importante.
Cependant, notamment pour des raisons de design, il peut être souhaité que la planche de bord laisse libre l’espace entre les jambes du conducteur et du passager avant. Il n’est alors plus possible de dissimuler les dispositifs de chauffage, ventilation et/ou climatisation dans cette zone et leur agencement doit être revu.
Selon un premier aspect de l’invention, une distribution plus horizontale des composants des dispositifs de chauffage, ventilation et/ou climatisation est prévue. Cependant, une telle distribution doit rester compatible avec un encombrement global approprié desdits dispositif dans l’habitacle du véhicule.
L’invention a pour but de surmonter au moins en partie les difficultés mentionnées plus haut et propose à cette fin un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile, ledit dispositif présentant un encombrement, dit vertical, selon une direction, dite verticale, Z-Z’, ledit dispositif comprenant un boîtier et, à l’intérieur du boîtier, un premier échangeur de chaleur et une unité de génération d’un flux d’air, ledit premier échangeur s’étendant selon une direction proche de ladite direction verticale Z-Z’ et une direction, dite transversale, Y-Y’, perpendiculaire à la direction verticale Z-Z’, ladite unité de génération du flux d’air comprenant une hélice configurée pour tourner autour d’un axe de rotation, orienté sensiblement selon ladite direction transversale Y-Y’, et pour générer le flux d’air de façon tangentielle en direction dudit premier échangeur, ladite hélice étant agencée de façon à rester dans un encombrement vertical dudit premier échangeur, ledit boîtier étant configuré pour s’étendre de part et d’autre d’une paroi séparant un compartiment moteur d’un habitacle du véhicule, une première partie du boîtier accueillant l’unité de génération du flux d’air étant destinée à être située côté compartiment moteur et une deuxième partie du boîtier accueillant le premier échangeur étant destinée à être située coté habitacle.
La direction verticale Z-Z’ du dispositif est destinée à être parallèle à l’axe vertical dit « Z » du véhicule, en utilisation, c’est-à-dire après installation dans le véhicule.
En plaçant l’hélice dans l’encombrement vertical de l’échangeur, on évite d’augmenter l’encombrement vertical du boîtier. En outre, en orientant ladite hélice selon la direction transversale, ceci permet une alimentation en air de l’unité de génération d’air dans le prolongement axial de l’hélice. On évite également de la sorte d’augmenter l’encombrement vertical du dispositif. Par ailleurs, en plaçant la partie du boîtier comprenant l’hélice côté compartiment moteur, on limite son extension horizontale dans l’habitacle. On bénéficie ainsi d’un dispositif d’encombrement stérique vertical et horizontal limité côté habitacle.
Avantageusement, l’encombrement vertical dudit boîtier est maximal dans une zone de guidage du flux d’air vers ledit premier échangeur et/ou au droit dudit premier échangeur.
En plaçant le premier échangeur et son alimentation en air à proximité de la zone du boîtier présentant le plus grand encombrement vertical, on préserve la surface d’échange du premier échangeur et les sections de passage du flux d’air en direction de ce premier échangeur. On optimise de la sorte l’efficacité thermique du dispositif.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention, qui pourront être utilisées seules ou ensemble selon toutes combinaisons techniquement possibles, qui forment autant de modes de réalisation de l’invention :
Ledit boîtier est configuré pour diriger le flux d’air en sortie de l’hélice directement vers ledit premier échangeur, sans changement de direction,
- Ledit premier échangeur comprend un faisceau d’échange de chaleur s’étendant principalement selon une première direction I-G, présentant un angle limité, par exemple inférieur à 15°, par rapport à ladite direction verticale, et selon la direction transversale Y-Y’,
- Ledit premier échangeur présente des côtés transversaux s’étendant selon ladite direction transversale Y-Y’ et selon une direction, dite d’épaisseur du faisceau, J-J’, perpendiculaire à ladite première direction I-G et à ladite direction transversale Y-Y’,
- Ledit boîtier présente une chambre d’alimentation en air dudit premier échangeur présentant une forme divergente selon le sens d’écoulement du flux d’air le long de ladite direction d’épaisseur du faisceau J-J’, - Ladite unité de génération du flux d’air, en particulier ladite hélice, est située entre deux plans parallèles prolongeant les côtés transversaux du premier échangeur,
- Ledit premier échangeur présente des côtés latéraux s’étendant selon ladite première direction I-G et ladite direction d’épaisseur du faisceau J-J’,
- Ladite unité de génération du flux d’air est sensiblement centrée selon ladite direction transversale Y-Y’ entre deux plans prolongeant lesdits côtés latéraux du premier échangeur,
- Ledit dispositif comprend, à l’intérieur du boîtier 1 , un second échangeur de chaleur,
- Ledit second échangeur de chaleur est situé en aval dudit premier échangeur selon le sens d’écoulement du flux d’air,
- Ledit second échangeur comprend un faisceau d’échange de chaleur s’étendant principalement selon ladite direction transversale Y-Y’ et selon une seconde direction K-K’, destinée à présenter un angle limité, par exemple inférieur à 10°, par rapport à une direction orthogonale à la première direction I-G,
- Ledit second échangeur est situé entre lesdits plans parallèles prolongeant les côtés transversaux du premier échangeur et/ou entre les plans parallèles prolongeant les côtés latéraux dudit premier échangeur.
- Ledit boîtier définit un canal d’écoulement pour le flux d’air avec : o au moins un premier conduit pour un premier écoulement d’air, définissant une première sortie d’air, o au moins un deuxième conduit pour un deuxième écoulement d’air, définissant une deuxième sortie d’air, o au moins une chambre de mixage communiquant avec les sorties d’air respectives desdits conduits, et o au moins un volet de mixage comprenant une première porte coulissante agencée de façon à contrôler la répartition des premier et deuxième écoulements d’air dans ladite chambre de mixage, ledit volet de mixage étant agencé mobile entre une première position extrême obturant le premier conduit, et, une deuxième position extrême obturant le deuxième conduit, o le premier conduit reliant directement le premier échangeur de chaleur à la chambre de mixage en contournant le deuxième échangeur de chaleur, o le deuxième conduit reliant le premier échangeur à la chambre de mixage en guidant l’air à travers le deuxième échangeur de chaleur, - le dispositif comprend une ou plusieurs bouches de sortie d’air agencées en aval de la chambre de mixage, chaque bouche de sortie d’air étant configurée pour guider le flux d’air vers différentes régions d’un habitacle de véhicule,
- le dispositif comprend un premier volet de distribution comprenant une deuxième porte coulissante agencé de manière à pouvoir obturer au moins partiellement une desdites bouches de sortie d’air,
- Le dispositif comprend un module d’entrée d’air positionnée dans le prolongement de ladite unité de génération du flux d’air selon l’axe transversal Y-Y’,
- Ledit module d’entrée d’air comprend une première entrée d’air, configurée pour accueillir de l’air provenant de l’extérieur du véhicule,
- Le module d’entrée d’air comprend une seconde entrée d’air, configurée pour accueillir de l’air provenant d’un habitacle du véhicule,
- Ladite seconde entrée d’air s’étend transversalement, notamment orthogonalement, depuis une paroi latérale du boîtier,
- La première partie du boîtier accueillant l’unité de génération du flux d’air accueille en outre le module d’entrée d’air,
- Ledit boîtier comprend une surface d’appui destinée à venir contre ladite paroi séparant le compartiment moteur et l’habitacle,
- Ladite surface d’appui est destinée à être orientée sensiblement verticalement, en utilisation,
- Le premier échangeur est un évaporateur,
- Le deuxième échangeur est un radiateur de chauffage.
L’invention concerne aussi un véhicule comprenant un compartiment moteur, un habitacle et une paroi séparant ledit compartiment moteur dudit habitacle, ledit véhicule comprenant en outre un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation tel que décrit plus haut.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, dans lesquels :
La [Fig. 1] illustre selon un plan de coupe longitudinale un exemple de réalisation du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l’invention ;
La [Fig. 2] illustre une vue en perspective du dispositif de la figure 1 , selon un premier angle de vue ;
La [Fig. 3] illustre une vue en perspective du dispositif de la figure 1 , selon un autre angle de vue.
Les termes « amont » et « aval » sont toujours en référence par rapport à l’écoulement d’un flux d’air circulant au sein du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Sur les figures est schématisé un trièdre XYZ où un axe longitudinal X du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation peut correspondre à l’axe longitudinal avant/arrière du véhicule. Un axe transversal Y du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation peut correspondre à l’axe transversal droite/gauche du véhicule, et un axe vertical Z du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation peut correspondre à l’axe vertical haut/bas du véhicule, chaque axe étant perpendiculaire les uns aux autres notamment lorsque le dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation est installé dans le véhicule automobile.
Comme illustré à la figure 1 , l’invention concerne un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile, ledit dispositif présentant un encombrement, dit vertical, selon une direction, dite verticale, Z-Z’. Il s’agit en particulier d’une direction parallèle à l’axe vertical « Z » du véhicule, après installation dudit dispositif dans le véhicule.
Ledit dispositif comprend un boîtier 1 et, à l’intérieur du boîtier 1 , un premier échangeur de chaleur 2 et une unité 4 de génération d’un flux d’air,
Ledit premier échangeur 2 s’étendant principalement selon une direction proche de ladite direction verticale Z-Z’ et une direction, dite transversale, Y-Y’, perpendiculaire à la direction verticale Z-Z’, et correspondant à la normale au plan de la figure 1 et illustrée figure 3. Il s’agit, par exemple, d’un évaporateur. Il sert ainsi à déshumidifier et/ou refroidir le flux d’air.
Ladite unité 4 de génération du flux d’air comprend une hélice 8 configurée pour tourner autour d’un axe de rotation 10. Il s’agit en particulier d’une volute ou hélice radiale. Ladite unité 4 de génération du flux d’air comprend en outre un moteur électrique d’entrainement de l’hélice 8, ledit moteur n’étant pas illustré sur les figures. Ledit moteur comprend, par exemple, un stator et un rotor, orientés selon ledit axe de rotation 10 de l’hélice 8. Le moteur est positionné, notamment, à l’intérieur d’un volume défini par ladite hélice 8. Il ne modifie pas l’encombrement vertical de l’unité 4 de génération du flux d’air. Il ne modifie pas non plus ou peu un encombrement de ladite unité de génération d’air selon ladite direction transversale Y-Y’.
Avantageusement, l’encombrement vertical dudit boîtier 1 est choisi maximal dans une zone 6 de guidage du flux d’air vers ledit premier échangeur 2 et/ou au droit dudit premier échangeur 2. On dispose de la sorte d’une section de passage du flux d’air en direction du premier échangeur 2 qui limite les pertes de charge sur l’air et/ou d’une surface d’échange avec l’air la plus étendue possible au niveau dudit premier échangeur 2. Tout en limitant l’encombrement vertical, une telle configuration permet ainsi de conserver des performances énergétiques et/ou thermiques significatives.
Selon l’invention, ledit axe de rotation 10 de l’hélice 8 est orienté sensiblement selon ladite direction transversale Y-Y’ et ladite hélice 8 est configuré pour générer le flux d’air de façon tangentielle, selon la flèche repérée F0, en direction dudit premier échangeur 2. Ladite hélice 8 est de plus agencée de façon à rester dans un encombrement vertical dudit premier échangeur 2. Ainsi, ladite hélice 8 peut présenter un diamètre important et générer un flux d’air significatif sans impacter l’encombrement vertical du boîtier 1. En outre, l’orientation de l’hélice 8 favorise une alimentation en air de l’unité 4 de génération du flux d’air selon ladite direction transversale Y-Y’ ce qui contribue également à préserver l’encombrement vertical du dispositif tout en limitant les pertes de charge sur l’air.
L’invention s’étend également à un dispositif dans lequel l’hélice 8, tout en conservant la même orientation, présenterait un positionnement et/ou un diamètre qui la ferait sortir de l’encombrement vertical du premier échangeur 2 tant que, compte-tenu des épaisseurs de paroi du boîtier 1 , une telle hélice ne provoque pas une augmentation de l’encombrement vertical du boîtier par rapport à celui que ledit boîtier 1 présente dans la zone 6 de guidage du flux d’air vers ledit premier échangeur 2 et/ou au droit dudit premier échangeur 2.
Préférentiellement, ledit boîtier est configuré pour diriger le flux d’air en sortie de l’hélice 8 directement vers ledit premier échangeur 2, sans coude ni changement de direction. Ceci contribue à limiter les pertes de charge sur l’air.
Comme cela est le cas dans le mode de réalisation illustré, ledit boîtier 1 présente une première chambre 12 dans laquelle ladite unité 4 de génération du flux d’air est située. Ledit boîtier présente en outre deuxième chambre 14 définissant la zone 6 de guidage du flux d’air vers ledit premier échangeur 2 et formant un espace d’alimentation en air dudit premier échangeur 2. Ladite première chambre 12 présente, par exemple, une configuration cylindrique, de section circulaire, centré sur l’axe de rotation 10 de l’hélice 8.
Ledit boîtier 1 présente encore un orifice de communication 16 entre ladite première chambre 12 et ladite deuxième chambre 14 de sorte que l’air passe directement de l’une à l’autre. Ledit orifice de communication 16 s’étend le long de ladite direction transversale Y-Y’ selon une même étendue que ladite hélice 8 et/ou ledit premier échangeur 2 selon la même direction. Le flux d’air est généré tangentiellement à une partie basse de l’hélice 8 et passe de la première chambre 12 à la deuxième chambre 14 par l’orifice de communication 16, sans coude ni changement de direction, ledit orifice de communication 16 étant positionné en partie basse dudit boîtier 1 . Ledit premier échangeur 2 comprend avantageusement un faisceau d’échange de chaleur 18 s’étendant principalement selon une première direction I-G présentant un angle limité, par exemple inférieur à 15°, par rapport à ladite direction verticale, et selon la direction transversale Y-Y’. Ici, ledit premier échangeur 2 est légèrement incliné par rapport à la verticale mais il pourra aussi être orienté verticalement.
Ledit premier échangeur 2 présente des côtés transversaux 20, 22 s’étendant selon ladite direction transversale Y-Y’ et selon une direction, dite d’épaisseur du faisceau, J-J’, perpendiculaire à ladite première direction I-G et à ladite direction transversale Y-Y’. Lesdits côtés transversaux 20, 22 forment respectivement ici des côtés supérieur et inférieur du premier échangeur 2. Ledit premier échangeur 2 présente en outre des côtés latéraux, non visibles sur les figures, s’étendant selon ladite première direction I-G et ladite direction d’épaisseur du faisceau J-J’. Lesdits côtés latéraux forment ici respectivement des côtés droite et gauche du premier échangeur 2. Ils relient les côtés transversaux 20, 22.
Dans une telle configuration, ladite 4 unité de génération du flux d’air, en particulier ladite hélice 8, sont situées entre deux plans parallèles P, P’ prolongeant les côtés transversaux 20, 22 du premier échangeur 2.
Préférentiellement, ladite unité 4 de génération du flux d’air et/ou ladite hélice 8 sont sensiblement centrées selon ledit axe transversale Y-Y’ par rapport audit premier échangeur 2. Cela permet une bonne distribution du flux d’air tout en limitant l’encombrement du dispositif le long de cette direction. Plus précisément, ici, ladite unité 4 de génération du flux d’air et/ou ladite hélice 8 sont sensiblement centrée selon ladite direction transversale Y-Y’ entre deux plans prolongeant lesdits côtés latéraux de l’échangeur.
On peut encore noter que ladite deuxième chambre 14 présente préférentiellement une forme divergente selon le sens d’écoulement du flux d’air le long de ladite direction d’épaisseur du faisceau J-J’.
Ledit dispositif comprend en outre, à l’intérieur du boîtier 1 , un second échangeur de chaleur 24. Il s’agit, par exemple, d’un radiateur de chauffage. Il sert ainsi à réchauffer l’air qui le traverse.
Ledit second échangeur de chaleur 24 est situé en aval dudit premier échangeur 2, selon le sens d’écoulement du flux d’air. Ledit boîtier 1 définit ici en aval du premier échangeur 2, un volume 28, dit volume aval, séparé de la deuxième chambre 14 par ledit premier échangeur 2. Ledit deuxième échangeur 24 est situé dans ledit volume aval 28.
Ledit second échangeur 24 comprend un faisceau d’échange de chaleur s’étendant principalement selon ladite direction transversale Y-Y’ et selon une seconde direction K- K’, destinée à présentant un angle limité, par exemple inférieur à 10°, par rapport à une direction orthogonale à la première direction I-G et/ou par rapport à l’horizontal, en utilisation.
Ledit second échangeur 24 est préférentiellement situé entre lesdits plans parallèles P, P’ prolongeant les côtés transversaux 20, 22 du premier échangeur 2 et/ou entre les plans parallèles prolongeant les côtés latéraux dudit premier échangeur 2.
Ledit boîtier 1 définit dans ledit volume aval 28 au moins un premier conduit 32 pour l’écoulement d’un premier écoulement d’air F1 , définissant une première sortie et au moins un deuxième conduit 34 pour l’écoulement d’un deuxième écoulement d’air F2, définissant une deuxième sortie. Il définit en outre au moins une chambre de mixage 38, communiquant avec les sorties respectives desdits conduits 32, 34.
Ledit dispositif comprend en outre au moins un volet de mixage 40 comprenant une première porte coulissante agencé de façon à contrôler la répartition des premier F1 et deuxième F2 flux d’air dans ladite chambre de mixage 38. Ledit volet de mixage 40 est agencé mobile entre une première position extrême, obturant la première sortie, c’est-à- dire la sortie du premier conduit 32, et une deuxième position extrême obturant la deuxième sortie, c’est-à-dire, la sortie du deuxième conduit 34.
Le premier conduit 32 relie directement le premier échangeur de chaleur 2 à la chambre de mixage 38 en contournant le deuxième échangeur de chaleur 24. Le deuxième conduit 34 relie le premier échangeur 2 à la chambre de mixage 38 en passant à travers le deuxième échangeur de chaleur 24. Autrement dit, l’intégralité du flux d’air provenant de l’unité 4 de génération du flux d’air passe systématiquement à travers le premier échangeur 2 et seule la partie du flux d’air empruntant éventuellement le deuxième conduit 34 traverse ledit second échangeur 24, l’autre partie contournant ledit second échangeur 24. Ainsi, dans l’exemple, seule la partie du flux d’air passant éventuellement par le second conduit 34 est réchauffée.
La position du volet de mixage 40 est déterminée en fonction du mode de conditionnement d’air et de la température choisis. Lorsque ledit volet de mixage 40 est dans sa première position extrême, l’intégralité du flux d’air passe par le second conduit 34 pour subir un chauffage. Lorsque le volet de mixage 40 est dans sa seconde position extrême, l’intégralité du flux d’air passe par le premier conduit 32, sans subir de chauffage. Lorsque ledit volet de mixage 40 est dans une position intermédiaire, le flux d’air est partagé en sortie du premier échangeur 2 entre le premier conduit 32 et le deuxième conduit 34. Les flux F1 , froid, et F2, chaud, correspondant se retrouvent alors dans la chambre de mixage 38 pour former un flux d’air de température intermédiaire, comme illustré sur la figure 1 . Ledit boîtier 1 comprend ici au moins une bouche de sortie d’air 62, 64, 66 agencée en aval de la chambre de mixage 38, chaque bouche de sortie d’air 62, 64, 66 étant configurée pour guider le flux vers différentes régions de l’habitacle du véhicule. Il s’agit, par exemple, d’une première bouche de sortie d’air 62 en direction d’un pare-brise du véhicule, située en partie haute du boîtier 1 , d’une deuxième bouche de sortie d’air 64 en direction du haut du corps du conducteur ou des passagers du véhicule, située en partie avant du boîtier 1 , ou d’une troisième bouche de sortie d’air 66, en direction des pieds du conducteur et/ou du passager avant.
Avantageusement, ledit dispositif comprend en outre un premier, un deuxième et/ou un troisième volet de distribution 68, 70, 72, respectivement agencés de manière à pouvoir obturer au moins partiellement la première, la deuxième et/ou la troisième desdites bouches de sortie d’air 62, 64, 66. Il est ici prévu un volet de distribution pour chacune desdites bouches de sortie 62, 64, 66. En variante, certains desdits volets pourront être commun à plusieurs bouches de sortie.
Le ou lesdits volets sont formés, par exemple d’une porte coulissante, d’un volet papillon et/ou d’un volet drapeau. Ici, ledit premier volet 68 est formé, notamment, d’un volet drapeau. Ledit deuxième volet de distribution 70 est formé, notamment, d’une deuxième porte coulissante. Le troisième volet 72 est formé, notamment, d’un volet papillon.
Ledit boîtier 1 comprend en outre ici un ou plusieurs canaux 74 d’écoulement d’air, reliés à ladite troisième bouche 66 et destinés à guider l’air en partie basse de l’habitacle.
Comme cela ressort mieux aux figures 2 et 3, le dispositif comprend en outre un module d’entrée d’air 80. Ledit module d’entrée d’air permet d’alimenter ladite unité 4 de génération d’un flux d’air. Il comprend, par exemple un filtre à air. Ledit module d’entrée d’air 80 est avantageusement positionné dans le prolongement de ladite unité 4 de génération du flux d’air selon l’axe transversal Y-Y’, en entrée de ladite unité 4.
Ledit module d’entrée d’air 80 comprend une première entrée d’air 82, configurée pour accueillir de l’air provenant de l’extérieur du véhicule, selon la flèche repérée Fe. Ladite entrée d’air 82 s’étend ici dans le prolongement de l’axe de rotation 10 de l’hélice 8. Elle est située dans un plan orthogonal audit axe de rotation 10.
Le module d’entrée d’air comprend en outre une seconde entrée d’air 84, configurée pour accueillir de l’air provenant d’un habitacle du véhicule, selon la flèche repérée Fi. Ladite seconde entrée d’air 84 s’étend transversalement, notamment orthogonalement, depuis une paroi latérale 86 du boîtier. Ladite seconde entrée d’air 84 est située dans un plan orthogonal à ladite première entrée d’air 82. De nouveau selon l’invention, ledit boitier 1 est configuré pour s’étendre de part et d’autre d’une paroi 90, illustrée schématiquement en pointillés à la figure 1 . Ladite paroi 90 sépare un compartiment moteur de l’habitacle du véhicule.
Une première partie du boîtier 1 accueillant l’unité 4 de génération du flux d’air ainsi que, éventuellement, le module 80 d’entrée d’air sont destinés à être situés côté compartiment moteur. On limite de la sorte l’encombrement horizontal du dispositif dans l’habitacle. Une deuxième partie du boîtier 1 accueillant le premier échangeur 2 et le volume aval 26 est destinée à être située coté habitacle. La seconde chambre 14 et située, par exemple de part et d’autre de ladite paroi 90.
Ledit boîtier comprend ici une surface d’appui 92, destinée à venir contre ladite paroi 90 séparant le compartiment moteur et l’habitacle. Ladite surface d’appui 92 est destinée à être orientée sensiblement verticalement, en utilisation.
On remarque que ledit dispositif comprend en outre un ou plusieurs actionneurs 94 destinés à faire bouger le volet de mixage 40 et le ou les volets de distribution 62, 64, 66. Il comprend aussi un ou plusieurs raccords 96 permettant d’alimenter le premier échangeur 2 et/ou le second échangeur 24 avec le ou les fluides destinés à les traverser. Il s’agit respectivement, par exemple, d’un fluide frigorigène et d’un fluide caloporteur.
Avantageusement, le ou lesdits actionneurs 94 sont situés sur une paroi latérale du boîtier 1 , correspondant ici à la paroi latérale 86 à partir de laquelle s’étend ladite deuxième entrée d’air 84, et le ou lesdites raccords 96 sont situés sur une paroi latérale opposée.
Ledit dispositif comprend en outre une alimentation électrique 98 de l’unité 4 de génération du flux d’air. Ladite alimentation électrique 98 est configurée pour passer à travers ladite cloison 90. Ladite alimentation électrique est située, par exemple, le long de l’une des parois latérales du boîtier 1 , notamment celle portant le ou lesdits raccords 96.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile, ledit dispositif présentant un encombrement, dit vertical, selon une direction, dite verticale, Z-Z’, ledit dispositif comprenant un boîtier (1) et, à l’intérieur du boîtier (1 ), un premier échangeur de chaleur (2) et une unité (4) de génération d’un flux d’air, ledit premier échangeur (2) s’étendant selon une direction proche de ladite direction verticale Z-Z’ et une direction, dite transversale, Y-Y’, perpendiculaire à la direction verticale Z-Z’, ladite unité de génération du flux d’air comprenant une hélice (8) configurée pour tourner autour d’un axe de rotation (10), orienté sensiblement selon ladite direction transversale Y-Y’, et pour générer le flux d’air de façon tangentielle en direction dudit premier échangeur (2), ladite hélice (8) étant agencée de façon à rester dans un encombrement vertical dudit premier échangeur (2), ledit boîtier (1) étant configuré pour s’étendre de part et d’autre d’une paroi (90) séparant un compartiment moteur d’un habitacle du véhicule, une première partie du boîtier (1) accueillant l’unité de génération du flux d’air étant destinée à être située côté compartiment moteur et une deuxième partie du boîtier (1) accueillant le premier échangeur (2) étant destinée à être située coté habitacle.
[Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1 dans lequel l’encombrement vertical dudit boîtier (1) est maximal dans une zone de guidage du flux d’air vers ledit premier échangeur (2) et/ou au droit dudit premier échangeur (2).
[Revendication 3] Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel ladite unité (4) de génération du flux d’air est sensiblement centrée selon ledit axe transversale Y-Y’ par rapport audit premier échangeur (2).
[Revendication 4] Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel ledit premier échangeur (2) comprend un faisceau (18) d’échange de chaleur s’étendant principalement selon une première direction I-G, présentant un angle limité, par exemple inférieur à 15°, par rapport à ladite direction verticale, et selon la direction transversale Y-Y’.
[Revendication 5] Dispositif selon la revendication précédente dans lequel ledit premier échangeur (2) présente des côtés transversaux (20, 22) s’étendant selon ladite direction transversale Y-Y’ et selon une direction, dite d’épaisseur du faisceau, J-J’, perpendiculaire à ladite première direction I-G et à ladite direction transversale Y-Y’.
[Revendication 6] Dispositif selon la revendication précédente dans lequel ledit boîtier (1) présente une chambre (14) d’alimentation en air dudit premier échangeur (2) présentant une forme divergente selon le sens d’écoulement du flux d’air le long de ladite direction d’épaisseur du faisceau J-J’.
[Revendication 7] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6 dans lequel ladite unité (4) de génération du flux d’air est située entre deux plans parallèles prolongeant les côtés transversaux (20, 22) du premier échangeur.
[Revendication 8] Dispositif selon l’une quelconque des revendications 5 à 7 dans lequel ledit premier échangeur (2) présente des côtés latéraux s’étendant selon ladite première direction I-G et ladite direction d’épaisseur du faisceau J-J’.
[Revendication 9] Dispositif selon la revendication précédente dans lequel ladite unité (4) de génération du flux d’air est sensiblement centrée selon ladite direction transversale Y-Y’ entre deux plans prolongeant lesdits côtés latéraux du premier échangeur (2).
[Revendication 10] Véhicule comprenant un compartiment moteur, un habitacle et une paroi de séparation (90) entre ledit compartiment moteur et ledit habitacle, ledit véhicule comprenant en outre un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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