FR3104073A1 - Installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour un véhicule et procédé de mise en œuvre d’une telle installation - Google Patents
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Abstract
Installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour un véhicule et procédé de mise en œuvre d’une telle installation
La présente invention a pour objet une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) pour véhicule. L’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) comprend au moins un volet (13) placé en une position (X1, X2) déterminée en fonction d’une température de consigne (T1, T2, T3). L’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) comprend un premier échangeur de chaleur (8a) apte à fournir un flux d’air chaud (10). Le premier échangeur de chaleur (8a) est traversé par un fluide (11a, 11b, 11c) provenant d’une source de chaleur (S1, S2). L’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) est configurée pour coopérer soit avec une première source de chaleur (S1) d’un premier véhicule, soit avec une deuxième source de chaleur (S2) d’un second véhicule. La position (X1, X2) du volet (13) est distincte selon que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) coopère avec la première source de chaleur (S1) ou avec la deuxième source de chaleur (S2).
Figure de l'abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour un véhicule automobile. La présente invention concerne aussi un procédé de mise en œuvre d’une telle installation.
Un véhicule automobile est équipé d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour modifier des paramètres aérothermiques d’un air contenu à l’intérieur d’un habitacle du véhicule automobile. Une telle modification est obtenue à partir d’une délivrance par l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d’au moins un flux d’air interne à l’intérieur de l’habitacle. A cet effet, l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprend un boîtier qui est pourvu d’autant de bouches de délivrance de flux d’air interne que l’habitacle comprend de zones dont les paramètres aérothermiques sont à modifier. Ainsi, un utilisateur du véhicule automobile peut choisir une délivrance d’un premier flux d’air interne à une première température de consigne pour une première zone de l’habitacle et une délivrance d’un deuxième flux d’air interne à une deuxième température de consigne pour une deuxième zone de l’habitacle. Les zones de l’habitacle sont par exemple une zone de pieds à l’intérieur de laquelle se placent des pieds de l’utilisateur, une zone de tête où se situe un visage de l’utilisateur, une zone de dégivrage / désembuage où est localisé un pare-brise du véhicule automobile.
Pour réchauffer chacun des flux d’air interne préalablement à sa délivrance à l’intérieur de l’habitacle, l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation loge un premier échangeur de chaleur qui est apte à restituer au flux d’air interne une puissance calorifique d’une source de chaleur. Une telle restitution est obtenue à partir d’un fluide qui circule à l’intérieur d’un circuit ou d’une boucle.
La puissance calorifique est par exemple en provenance d’un moteur à combustion interne qui équipe un véhicule automobile thermique. Dans ce cas-là, la puissance calorifique est véhiculée par un circuit de fluide caloporteur qui comprend la source de chaleur et le premier échangeur de chaleur.
La puissance calorifique peut aussi être fournie par une boucle de climatisation fonctionnant en pompe à chaleur qui équipe un véhicule automobile électrique. Dans ce cas-là, le premier échangeur de chaleur est constitutif de la boucle de climatisation à l’intérieur de laquelle circule un fluide réfrigérant.
Or, les différentes sources de chaleur évoquées ci-dessus fournissent des puissances calorifiques qui sont significativement distinctes les unes des autres, de telle sorte que le fluide en entrée du premier échangeur de chaleur est susceptible d’être porté à des températures qui diffèrent de plusieurs dizaines de degrés Celsius.
Il en résulte une difficulté à offrir un confort thermique optimisé pour chacune des zones de l’habitacle et un respect de la température de consigne choisie par l’utilisateur du véhicule automobile pour chacune des zones de l’habitacle.
Les équipementiers automobiles qui fabriquent de telles installations de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation sont donc contraints à proposer des installations de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation adaptées à chacune des sources de chaleur.
Il en résulte des inconvénients liés à une nécessité de multiples référencements et de multiples lieux de stockage de ces installations, ce qui engendre des coûts, des pertes de temps qu’il est souhaitable de diminuer le plus possible.
La présente invention a pour but de proposer une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation qui est configurée pour fournir un confort thermique optimisé à un utilisateur d’un véhicule automobile dont la source de chaleur est susceptible d’être quelconque.
La présente invention a aussi pour but de proposer une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation qui est configurée pour respecter une température de consigne choisie par un utilisateur du véhicule automobile pour chacune des zones de l’habitacle.
Autrement dit, la présente invention propose une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation qui est configurée pour être installée sur une gamme de véhicules automobiles dont les sources de chaleur respectives sont distinctes, ladite installation délivrant néanmoins des flux d’air interne portés à des températures équivalentes à des températures de consigne de différentes zones d’un habitacle du véhicule automobile, telle que des zones de pieds, de tête ou analogue.
Une installation de la présente invention est une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour véhicule. L’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprend au moins un volet placé en une position déterminée en fonction d’une température de consigne. L’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprend un premier échangeur de chaleur apte à fournir un flux d’air chaud. Le premier échangeur de chaleur est traversé par un fluide provenant d’une source de chaleur.
Selon la présente invention, l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation est configurée pour coopérer soit avec une première source de chaleur d’un premier véhicule, soit avec une deuxième source de chaleur d’un second véhicule, la position du volet déterminée en fonction de la température de consigne étant distincte selon que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation coopère avec la première source de chaleur ou avec la deuxième source de chaleur.
L’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques techniques suivantes, prises seule sou en combinaison:
- le premier véhicule est un véhicule à propulsion thermique équipé d’un moteur à combustion interne qui constitue la première source de chaleur,
- le deuxième véhicule est un véhicule à propulsion électrique équipé d’un moteur électrique pour permettre son déplacement, le deuxième véhicule étant pourvu d’une boucle de climatisation et/ou d’un chauffage additionnel, qui forme la deuxième source de chaleur,
- l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipe soit un premier véhicule à propulsion thermique pourvu d’une première source de chaleur, soit un deuxième véhicule à propulsion électrique pourvu d’une deuxième source de chaleur, distincte de la première source de chaleur, en raison du fait que la première source de chaleur est apte à chauffer le fluide à une première température, notamment supérieure à 80°C, et la deuxième source de chaleur est apte à chauffer le fluide à une deuxième température, distincte de la première température, notamment inférieure à 80°C, et en particulier inférieure à 60°C,
- le volet est placé en une position qui est notamment déterminée en fonction d’une température de consigne d’au moins un flux d’air délivré par l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation à l’intérieur d’un habitacle du véhicule,
- l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprend un premier échangeur de chaleur apte à fournir un flux d’air chaud,
- un fluide en provenance de la source de chaleur traverse au moins le premier échangeur de chaleur, le fluide en provenance de la première source de chaleur est par exemple porté à une température supérieure à 80°C tandis que le fluide en provenance de la deuxième source de chaleur est par exemple porté à une température inférieure à 80°C, et en particulier inférieure à 60°C,
- l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation est configurée pour coopérer soit avec la première source de chaleur du véhicule à propulsion thermique, soit avec la deuxième source de chaleur du véhicule à propulsion électrique, et fournir au moins un flux d’air interne à la température de consigne, quelle que soit la source de chaleur en relation avec l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation,
- la position du volet est déterminée en fonction de la température de consigne et du fait que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation coopère avec la première source de chaleur ou avec la deuxième source de chaleur,
- la position du volet diffère selon que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipe le premier véhicule à propulsion thermique muni de la première source de chaleur ou bien le deuxième véhicule à propulsion électrique muni de la deuxième source de chaleur,
- l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprend un boîtier logeant le premier échangeur de chaleur et un deuxième échangeur de chaleur apte à fournir un flux d’air froid, le volet étant logé à l’intérieur d’une conduite qui contourne le premier échangeur de chaleur, la conduite s’étendant entre le deuxième échangeur de chaleur et une première zone du boîtier en communication fluidique avec une première bouche d’évacuation d’un premier flux d’air interne vers une zone de pieds de l’habitacle du véhicule,
- l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation comprend le boîtier comportant la conduite de contournement du premier échangeur de chaleur apte à fournir le flux d’air chaud,
- une stratification de l’air à l’intérieur de l’habitacle peut être modulée au moyen d’un autre volet logé à l’intérieur du boîtier, par exemple un volet configuré pour gérer un soufflage de l’air vers un côté gauche de l’habitacle et un soufflage de l’air vers un côté droit de l’habitacle,
- le premier échangeur de chaleur est un radiateur apte à fournir le flux d’air chaud,
- la conduite loge le volet et la conduite est apte à canaliser au moins une fraction d’un flux d’air froid en provenance du deuxième échangeur de chaleur,
- le deuxième échangeur de chaleur est un évaporateur apte à fournir un flux d’air froid,
- la conduite comprend un débouché en vis-à-vis du deuxième échangeur de chaleur et un autre débouché en vis-à-vis de ladite première zone du boîtier,
- la première zone du boîtier est un volume du boîtier qui est en communication fluidique avec une première bouche d’évacuation d’un premier flux d’air interne vers une zone de pieds de l’habitacle du véhicule,
- la première zone est indifféremment une chambre de mixage du flux d’air froid et du flux d’air chaud vers la zone de pieds, un canal d’acheminement du flux d’air chaud vers la chambre de mixage et un canal de distribution du premier flux d’air interne vers la zone de pieds,
- le volet étant mobile en rotation autour d’un axe de rotation, le volet est placé en une première position lorsque l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipe le premier véhicule et le volet est placé en une deuxième position lorsque l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipe le deuxième véhicule, le volet en première position et le volet en deuxième position formant un angle qui est non-nul,
- le volet prend des positions angulaires distinctes selon que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipe le premier véhicule à propulsion thermique ou bien le deuxième véhicule à propulsion électrique,
- un premier débit du flux d’air froid pris en aval du volet placé en première position selon un sens de circulation du flux d’air froid à l’intérieur de la conduite est supérieur à un deuxième débit du flux d’air froid pris en aval du volet placé en deuxième position selon le sens de circulation du flux d’air froid à l’intérieur de la conduite,
- selon la position du volet à l’intérieur de la conduite, le débit du flux d’air froid est plus ou moins important selon que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation équipe le premier véhicule à propulsion thermique ou bien le deuxième véhicule à propulsion électrique,
- le débit du flux d’air froid est plus important lorsque le volet équipe la conduite de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation dont est muni le premier véhicule à propulsion thermique en comparaison du débit du flux d’air froid lorsque le volet équipe la conduite de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation dont est muni le deuxième véhicule à propulsion électrique,
- plus la température à laquelle la source de chaleur élève le fluide est élevée, plus le débit du flux d’air froid à l’intérieur de la conduite est important,
- le premier échangeur de chaleur est constitutif d’un premier circuit de fluide caloporteur en relation avec un moteur à combustion interne formant la première source de chaleur,
- le premier échangeur de chaleur est constitutif d’un premier circuit de fluide réfrigérant comportant la deuxième source de chaleur, le premier circuit de fluide réfrigérant équipant le véhicule à propulsion électrique,
- le premier échangeur de chaleur est constitutif d’un deuxième circuit de fluide caloporteur qui est couplé thermiquement à un deuxième circuit de fluide réfrigérant comportant la deuxième source de chaleur, le deuxième circuit de fluide réfrigérant équipant un véhicule à propulsion électrique.
La présente invention a aussi pour objet un procédé de mise en œuvre d’une telle installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation qui comprend avantageusement l’une quelconque au moins des caractéristiques techniques suivantes, prises seules ou en combinaison:
- la position du volet est fonction d’une température de fluide du fluide à l’intérieur du premier échangeur de chaleur, la température de fluide prise en compte est notamment une température d’entrée du fluide à l’intérieur du premier échangeur de chaleur,
- la position du volet est placée sous la dépendance d’une valeur de la température de fluide que prend le fluide au niveau d’une admission du fluide à l’intérieur du premier échangeur de chaleur. Autrement dit, la température de fluide au niveau de l’admission du fluide à l’intérieur du premier échangeur de chaleur détermine la position du volet à l’intérieur de la conduite. Autrement dit encore, selon que ladite température de fluide est plus ou moins élevée, le volet est plus ou moins fermé,
- la première source de chaleur est apte à porter le fluide à une première température de fluide et la deuxième source de chaleur est apte à porter le fluide à une deuxième température de fluide, la première température de fluide étant supérieure à la deuxième température de fluide, en particulier, la première température de fluide est supérieure ou égale à 80°C et la deuxième température de fluide est inférieure ou égale à 60°C.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative qui suit, rédigée au regard des dessins annexés, dans lesquels :
Sur la figure 1, un véhicule automobile est équipé d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 pour modifier des paramètres aérothermiques d’un habitacle du véhicule automobile. A cet effet, l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 comprend un boîtier 2 qui est muni d’une bouche d’arrivée d’air 3 et d’une pluralité de bouches d’évacuation 4a, 4b, 4c. La bouche d’arrivée d’air 3 est destinée à permettre une admission d’un flux d’air extérieur et/ou de recyclage 5 à l’intérieur du boîtier 2. Le flux d’air extérieur et/ou de recyclage 5 est indifféremment en provenance de l’extérieur du véhicule automobile et/ou de l’habitacle du véhicule automobile. Chaque bouche d’évacuation 4a, 4b, 4c est prévue pour permettre une délivrance d’un flux d’air interne 6a, 6b, 6c vers une zone particulière 7a, 7b, 7c de l’habitacle. Les zones 7a, 7b, 7c de l’habitacle sont par exemple une zone de pieds 7a à l’intérieur de laquelle se placent des pieds d’un utilisateur du véhicule automobile, une zone de tête 7b à l’intérieur de laquelle se situe un visage de l’utilisateur, une zone de dégivrage / désembuage 7c à l’intérieur de laquelle est localisé un pare-brise du véhicule automobile, etc...
L’utilisateur du véhicule automobile peut choisir une température de consigne T1, T2, T3 pour les flux d’air interne 6a, 6b, 6c que l’utilisateur souhaite voir délivrés. Ainsi, un premier flux d’air interne 6a délivré par une première bouche d’évacuation 4a peut être souhaité à une première température de consigne T1, un deuxième flux d’air interne 6b délivré par une deuxième bouche d’évacuation 4b peut être souhaité à une deuxième température de consigne T2, et un troisième flux d’air interne 6c délivré par une troisième bouche d’évacuation 4c peut être souhaité à une troisième température de consigne T3. On comprend que le nombre de bouche d’évacuation, le nombre de flux d’air interne et le nombre de température de consigne sont susceptibles d’être quelconques et différents de trois, tel que sur l’exemple illustré, sans déroger aux règles de la présente invention.
Selon l’exemple illustré, le premier flux d’air interne 6a est délivré par la première bouche d’évacuation 4a à destination de la zone de pieds 7a, le deuxième flux d’air interne 6b est délivré par la deuxième bouche d’évacuation 4b à destination de la zone de tête 7b et le troisième flux d’air interne 6c est délivré par la troisième bouche d’évacuation 4c à destination de la zone de dégivrage / désembuage 7c.
Pour atteindre les températures de consigne T1, T2, T3 des flux d’air interne 6a, 6b, 6c, le boîtier 2 loge une pluralité d’échangeurs de chaleur 8a, 8b, dont un premier échangeur de chaleur 8a pour réchauffer un flux d’air froid 9 qui le traverse et fournir un flux d’air chaud 10 et un deuxième échangeur de chaleur 8b pour refroidir le flux d’air extérieur et/ou de recyclage 5 qui le traverse et fournir le flux d’air froid 9. Autrement dit, le flux d’air extérieur et/ou de recyclage 5 pénètre à l’intérieur du boîtier 2 pour être refroidi par le deuxième échangeur de chaleur 8b qui fournit le flux d’air froid 9. Au moins une fraction du flux d’air froid 9 traverse le premier échangeur de chaleur 8a qui fournit le flux d’air chaud 10.
Dans sa généralité, le premier échangeur de chaleur 8a est destiné à restituer une puissance calorifique P1, P2 provenant d’une source de chaleur S1, S2 du véhicule automobile par l’intermédiaire d’un fluide 11a, 11b, 11c.
L’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 de la présente invention est prévue pour équiper un véhicule automobile quelconque muni d’une source de chaleur S1, S2 distincte de l’un à l’autre des véhicules. Plus particulièrement, la même installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 de la présente invention est susceptible d’équiper un premier véhicule à propulsion thermique pourvu d’une première source de chaleur S1 fournissant une première puissance calorifique P1 et un deuxième véhicule à propulsion électrique pourvu d’une deuxième source de chaleur S2 fournissant une deuxième puissance calorifique P2 inférieure à la première puissance calorifique P1. Autrement dit, l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 de la présente invention est avantageusement configurée pour coopérer avec une source de chaleur quelconque S1, S2 du véhicule automobile, dont la propulsion est quelconque, thermique ou électrique notamment, que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 équipe. Autrement dit encore, l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 est avantageusement adaptable à une quelconque source de chaleur S1, S2 de véhicules automobiles à propulsion quelconque pour fournir les flux d’air interne 6a, 6b, 6c aux températures de consigne T1, T2, T3.
Pour que les températures de consigne T1, T2, T3 des flux d’air interne 6a, 6b, 6c soient atteintes quelle que soit la source de chaleur S1, S2, le boîtier 2 comporte une conduite 12 qui loge un volet 13. La conduite 12 s’étend au moins partiellement entre le deuxième échangeur de chaleur 8b et la première bouche d’évacuation 4a. La conduite 12 est prévue pour canaliser au moins une fraction du flux d’air froid 9 en provenance du deuxième échangeur de chaleur 8b. Le volet 13 est mobile entre différentes positions X1, X2 autour d’un axe de rotation A1, tel qu’illustré également sur les figures 2 et 3. Le volet 13 est par exemple un volet papillon, un volet mobile en translation ou un volet analogue.
Sur la figure 2, l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 équipe le premier véhicule à propulsion thermique pourvu de la première source S1 fournissant la première puissance calorifique P1 et le volet 13 est placé dans une première position X1. Dans la première position X1, le volet 13 permet une circulation du flux d’air froid 9 à un premier débit D1 pris en aval du volet 13 selon un sens de circulation S du flux d’air froid 9 à l’intérieur de la conduite 12.
Sur la figure 3, l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 équipe le deuxième véhicule à propulsion électrique pourvu de la deuxième source S2 fournissant la deuxième puissance calorifique P2 et le volet 13 est placé dans une deuxième position X2, distincte de la première position X1. Dans la deuxième position X2, le volet 13 permet une circulation du flux d’air froid 9 à un deuxième débit D2 pris en aval du volet 13 selon un sens de circulation S du flux d’air froid 9 à l’intérieur de la conduite 12. Le deuxième débit D2 est avantageusement inférieur au premier débit D1. Autrement dit, lorsque le volet 13 est placé en deuxième position X2, moins d’air froid circule à l’intérieur de la conduite 12. On comprend que la position du volet 13 à l’intérieur de la conduite 12 influe sur le débit du flux d’air froid 9 en aval du volet 13 selon le sens de circulation S du flux d’air froid 9 à l’intérieur de la conduite 12.
Sur la figure 4, le volet 13 est représenté dans la première position X1 et dans la deuxième position X2 qui sont telles que le volet 13 dans la première position X1 forme avec le volet 13 dans la deuxième position X2 un angle α qui est non-nul.
On note que la conduite 12 est une conduite qui contourne le premier échangeur de chaleur 8a pour canaliser une circulation d’au moins une fraction du flux d’air froid 9 et que la conduite 12 s’étend entre le deuxième échangeur de chaleur 8b et une première zone Z1 du boîtier 2 en communication fluidique avec la première bouche d’évacuation 4a du premier flux d’air interne 6a. La première zone Z1 est indifféremment une première chambre de mixage du flux d’air froid 9 et du flux d’air chaud 10 vers la zone de pieds 7a, un canal d’acheminement du flux d’air chaud 10 vers la première chambre de mixage et un premier canal de distribution d’un flux d’air mixé issu de la première chambre de mixage vers la zone de pieds 7a. Dans sa généralité, la première zone Z1 est agencée pour délivrer le premier flux d’air interne 6a vers la zone de pieds 7a. La première zone Z1 est susceptible de recevoir au moins une fraction du flux d’air chaud 10 pour obtenir le premier flux d’air interne mixé 6a apte à être délivré à l’intérieur de l’habitacle à la première température de consigne T1 requise par l’utilisateur.
On note aussi, en se reportant sur les figures 1 à 3, que le boîtier 2 comporte aussi une deuxième zone Z2 qui est susceptible de comporter une deuxième chambre de mixage du flux d’air froid 9 et du flux d’air chaud 10 vers la zone de tête 7b et/ou vers la zone de dégivrage / désembuage 7c, un deuxième canal d’acheminement du flux d’air chaud 10 vers la deuxième chambre de mixage et un deuxième canal de distribution d’un flux d’air mixé issu de la deuxième chambre de mixage vers la zone de tête 7b et/ou la zone de dégivrage / désembuage 7c. Autrement dit, la deuxième zone Z2 est agencée pour distribuer le deuxième flux d’air interne 6b vers la zone de tête 7b et le troisième flux d’air interne 6c vers la zone de dégivrage / désembuage 7c.
L’ensemble de ces dispositions est tel que, lorsque l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 équipe le premier véhicule à propulsion thermique dont la première source de chaleur S1 fournit une importante puissance calorifique P1, alors le volet 13 est placé dans la première position X1 qui permet une circulation d’un flux d’air froid 9 à l’intérieur de la conduite 12 à un premier débit D1 qui est supérieur au deuxième débit D2 que laisse circuler le volet 13 dans la conduite 12 lorsque l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 équipe le deuxième véhicule à propulsion électrique dont la deuxième source de chaleur S2 fournit une deuxième puissance calorifique P2, notoirement inférieure à la première puissance calorifique P1. Autrement dit, la position du volet 13 est apte à compenser une surabondance de chaleur produite par la première source de chaleur S1 par rapport à la deuxième source de chaleur S2. Autrement dit encore, plus la source de chaleur équipant le véhicule automobile est apte à fournir une chaleur importante, plus le volet 13 est placé en une position qui permet au flux d’air froid 9 d’avoir un débit important.
On comprend qu’à partir d’une délivrance d’un flux d’air froid 9 en la première zone Z1 du boîtier 2, on diminue une stratification de l’air susceptible d’être présente dans l’habitacle entre les différentes zones 7a, 7b, 7c de l’habitacle. Plus particulièrement, à partir d’une délivrance d’un flux d’air froid 9 en la première zone Z1 du boîtier 2, on diminue une différence de température entre la zone de pieds 7a à l’intérieur de laquelle se placent des pieds d’un utilisateur du véhicule automobile et la zone de tête 7b à l’intérieur de laquelle se situe un visage de l’utilisateur.
On comprend aussi que la même installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 de la présente invention fournit un confort thermique équivalent à un utilisateur du premier véhicule à propulsion thermique et à un utilisateur du deuxième véhicule à propulsion électrique.
Sur les figures 5 à 8, sont décrites des formes de réalisation de circuits qui comprennent le premier échangeur de chaleur 8a ou le deuxième échangeur de chaleur 8b. Ces formes de réalisation sont décrites pour information et sont susceptibles d’être différentes, et notoirement plus complexes, sans déroger aux règles de la présente invention qui résident dans l’adaptabilité de la même installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation 1 à différents véhicules automobiles.
Sur la figure 5, le premier échangeur de chaleur 8a est constitutif d’un premier circuit de fluide caloporteur 21 à l’intérieur duquel circule un premier fluide caloporteur 11a, tel que de l’eau glycolée ou analogue. Le premier circuit de fluide caloporteur 21 comprend également la première source de chaleur S1 et une première pompe 31 qui est apte à faire circuler le premier fluide caloporteur 11a à l’intérieur du premier circuit de fluide caloporteur 21. Ainsi, le premier fluide caloporteur 11a prélève des calories à la première source de chaleur S1 et restitue ces calories au flux d’air froid 9 qui traverse le premier échangeur de chaleur 8a pour fournir le flux d’air chaud 10. En entrée du premier échangeur de chaleur 8a, le premier fluide caloporteur 11a est porté à une première température de fluide T’1 qui est de l’ordre de 80°C, à plus ou moins 10% près. Dans ce cas-là, la première source de chaleur S1 est par exemple un moteur à combustion interne, essence ou Diesel, qui équipe le premier véhicule automobile.
Sur la figure 6, le premier échangeur de chaleur 8a est constitutif d’un premier circuit de fluide réfrigérant 23 à l’intérieur duquel circule un premier fluide premier réfrigérant 11c, tel qu’un fluide frigorigène fluoré ou non fluoré, du dioxyde de carbone ou analogue. Le premier circuit de fluide réfrigérant 23 comprend un premier compresseur 18 qui est prévu pour comprimer le premier fluide réfrigérant 11c jusqu’à une haute pression. Une telle compression du premier fluide réfrigérant 11c tend à l’échauffer. Le premier circuit de de fluide réfrigérant 23 comprend ensuite le premier échangeur de chaleur 8a qui se comporte comme un condenseur à l’intérieur duquel le premier fluide réfrigérant 11c passe d’un état gazeux à un état liquide. Une telle condensation libère une chaleur latente qui tend à échauffer le premier échangeur de chaleur 8a. On comprend que la deuxième source de chaleur S2 est issue à la fois de la compression du premier fluide réfrigérant 11c à l’intérieur du premier compresseur 18 et du changement d’état du premier fluide réfrigérant 11c à l’intérieur du premier échangeur de chaleur 8a. Le premier circuit de fluide réfrigérant 23 comprend également un premier organe de détente 15 à l’intérieur duquel le premier fluide réfrigérant 11c subit une détente depuis la haute pression jusque vers une basse pression. Le premier circuit de fluide réfrigérant 23 comprend également un premier échangeur thermique fluide / air 16a qui est agencé pour permettre un échange de calories entre le premier fluide réfrigérant 11c et un flux d’air externe 17. Aussi, à l’intérieur du premier circuit de fluide réfrigérant 23, le premier fluide réfrigérant 11c est comprimé par le premier compresseur 18, puis le premier fluide réfrigérant 11c cède des calories à l’intérieur du premier échangeur de chaleur 8a au flux d’air froid 9 pour fournir le flux d’air chaud 10. En entrée du premier échangeur de chaleur 8a, le premier fluide réfrigérant 11c est porté à une deuxième température de fluide T’2 qui est de l’ordre de 40°C, à plus ou moins 10% près. Puis le premier fluide réfrigérant 11c subit une détente à l’intérieur du premier organe de détente 15, puis le premier fluide réfrigérant 11c cède des frigories au flux d’air externe 17 qui traverse le premier échangeur thermique fluide / air 16a avant de retourner au premier compresseur 18. On comprend que le premier circuit de fluide réfrigérant 23 est notamment une boucle de climatisation qui fonctionne en pompe à chaleur. On comprend aussi que le premier circuit de fluide réfrigérant 23 est susceptible d’être configuré différemment et est susceptible de comporter d’autres éléments et d’autres branches que ceux qui viennent d’être décrits. On note aussi que le premier circuit de fluide réfrigérant 23 équipe le deuxième véhicule à propulsion électrique, exempt de moteur à combustion interne. Dans ce cas-là, la deuxième source de chaleur S2 provient de la compression et du changement d’état du premier fluide réfrigérant 11c qui forment une des sources de chaleur disponibles à bord du deuxième véhicule apte à fournir la deuxième puissance calorifique la plus importante disponible.
Sur la figure 7, le premier circuit de fluide réfrigérant 23 est configuré pour fonctionner en une boucle de climatisation qui est apte à fournir le flux d’air froid 9. Une telle faculté est obtenue à partir d’une inversion d’un sens d’écoulement du premier fluide réfrigérant 11c à l’intérieur du premier circuit de fluide réfrigérant 23. Le premier échangeur thermique fluide / air 16a joue le rôle de condenseur à l’intérieur duquel le premier fluide réfrigérant 11c change d’état et réchauffe le flux d’air externe 17. Le deuxième échangeur de chaleur 8b se comporte comme un évaporateur et refroidit le flux d’air extérieur et/ou de recyclage 5 qui traverse le deuxième échangeur de chaleur 8b pour fournir le flux d’air froid 9.
Sur la figure 8, le premier échangeur de chaleur 8a est constitutif d’un deuxième circuit de fluide caloporteur 22 à l’intérieur duquel circule un deuxième fluide caloporteur 11b, tel que de l’eau glycolée ou analogue. Le deuxième circuit de fluide caloporteur 22 comprend également une deuxième pompe 32 qui est apte à faire circuler le deuxième fluide caloporteur 11b à l’intérieur du deuxième circuit de fluide caloporteur 22.
Le deuxième circuit de fluide caloporteur 22 comprend aussi un échangeur thermique fluide / fluide 14 qui est configuré pour permettre un échange de chaleur entre le deuxième fluide caloporteur 11b et un deuxième fluide réfrigérant 11d, tel que de l’eau glycolée ou analogue, circulant à l’intérieur d’un deuxième circuit de fluide réfrigérant 24.
Le deuxième circuit de fluide réfrigérant 24 comprend un deuxième compresseur 19 qui est prévu pour comprimer le deuxième fluide réfrigérant 11d jusqu’à une haute pression. Une telle compression du deuxième fluide réfrigérant 11d tend à l’échauffer. Le deuxième circuit de de fluide réfrigérant 24 comprend ensuite l’échangeur thermique fluide / fluide 14 qui se comporte comme un condenseur à l’intérieur duquel le deuxième fluide réfrigérant 11d passe d’un état gazeux à un état liquide. Une telle condensation libère une chaleur latente qui tend à échauffer l’échangeur thermique fluide / fluide 14. On comprend que la deuxième source de chaleur S2 est issue à la fois de la compression du deuxième fluide réfrigérant 11d à l’intérieur du deuxième compresseur 19 et du changement d’état du deuxième fluide réfrigérant 11d à l’intérieur de l’échangeur thermique fluide / fluide 14. Le deuxième circuit de fluide réfrigérant 24 comprend également un deuxième organe de détente 20 à l’intérieur duquel le deuxième fluide réfrigérant 11d subit une détente depuis la haute pression jusque vers une basse pression. Le deuxième circuit de fluide réfrigérant 24 comprend également un deuxième échangeur thermique fluide / air 16b, fonctionnant comme un évaporateur, qui est agencé pour permettre un échange de calories entre le deuxième fluide réfrigérant 11d et le flux d’air externe 17 tel qu’illustré ou bien le flux d’air extérieur et/ou de recyclage. Aussi, à l’intérieur du deuxième circuit de fluide réfrigérant 24, le deuxième fluide réfrigérant 11d est comprimé par le deuxième compresseur 19, puis le deuxième fluide réfrigérant 11d cède des calories à l’intérieur de l’échangeur thermique fluide / fluide 14 pour réchauffer le deuxième fluide caloporteur 11b. Puis, le deuxième fluide réfrigérant 11d subit une détente à l’intérieur du deuxième organe de détente 20, puis le deuxième fluide réfrigérant 11d cède des frigories au flux d’air externe 17 ou bien le flux d’air extérieur et/ou de recyclage qui traverse le deuxième échangeur thermique fluide / air 16b avant de retourner au deuxième compresseur 19. On comprend que le deuxième circuit de fluide réfrigérant 24 est notamment une boucle de climatisation qui fonctionne en pompe à chaleur. On comprend aussi que le deuxième circuit de fluide réfrigérant 24 est susceptible d’être configuré différemment et est susceptible de comporter d’autres éléments et d’autres branches que ceux qui viennent d’être décrits. On note aussi que le deuxième circuit de fluide réfrigérant 24 équipe le deuxième véhicule à propulsion électrique, exempt de moteur à combustion interne. Dans ce cas-là, la deuxième source de chaleur S2 provient de la compression et du changement d’état du deuxième fluide réfrigérant 11d qui forment une des sources de chaleur disponibles à bord du deuxième véhicule apte à fournir la deuxième puissance calorifique la plus importante disponible.
Les calories transférées par le deuxième fluide réfrigérant 11d au deuxième fluide caloporteur 11b au niveau de l’échangeur thermique fluide / fluide 14 sont ensuite véhiculées à l’intérieur du deuxième circuit de fluide caloporteur 22 par le deuxième fluide caloporteur 11d jusqu’au premier échangeur de chaleur 8a. Le premier échangeur de chaleur 8a est alors à même de réchauffer le flux d’air froid 9 qui le traverse pour fournir le flux d’air chaud 10. En entrée du premier échangeur de chaleur 8a, le deuxième fluide caloporteur 11b est porté à une deuxième température de fluide T’2 qui est de l’ordre de 40°C, à plus ou moins 10% près.
L’ensemble de ces dispositions est telle que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de ventilation 1 est destinée à équiper un véhicule automobile dont la source de chaleur S1, S2 est distincte d’un véhicule automobile à un autre véhicule automobile. Par exemple, la même installation de ventilation, de chauffage et/ou de ventilation 1 est prévue pour équiper un premier véhicule automobile à propulsion thermique pourvu de la première source de chaleur S1 qui est apte à chauffer le fluide traversant le premier échangeur de chaleur 8a à la première température de fluide T’1 et un deuxième véhicule automobile à propulsion électrique pourvu de la deuxième source de chaleur S2 qui est apte à chauffer ce fluide à une deuxième température de fluide T’2, la deuxième température de fluide T’2 étant inférieure à la première température de fluide T’1. A titre d’exemple, la première température de fluide T’1 est par exemple de l’ordre de 85°C, à plus ou moins 10% près, et la deuxième température de fluide T’2 est par exemple de l’ordre de 40°C, à plus ou moins 10% près. Ainsi, le premier véhicule automobile est par exemple un véhicule thermique dont la première source de chaleur S1 est constituée d’un moteur à combustion interne et le deuxième véhicule automobile est par exemple un véhicule automobile électrique dont la deuxième source de chaleur S2 comprend un compresseur et un condenseur d’un circuit de fluide réfrigérant 23, 24.
En effet, selon la température de consigne T1, T2, T3 choisie par l’utilisateur du véhicule automobile, une cartographie de commande du volet 13 détermine la position X1, X2 du volet 13 selon que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de ventilation 1 équipe un véhicule automobile pourvu de la première source de chaleur S1 ou bien de la deuxième source de chaleur S2.
Claims (10)
- Installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) pour véhicule, comprenant au moins un volet (13) placé en une position (X1, X2) déterminée en fonction d’une température de consigne (T1, T2, T3) et un premier échangeur de chaleur (8a) apte à fournir un flux d’air chaud (10) et traversé par un fluide (11a, 11b, 11c) provenant d’une source de chaleur (S1, S2), caractérisée en ce que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) est configurée pour coopérer soit avec une première source de chaleur (S1) d’un premier véhicule, soit avec une deuxième source de chaleur (S2) d’un second véhicule, la position (X1, X2) du volet (13) déterminée en fonction de la température de consigne (T1, T2, T3) étant distincte selon que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) coopère avec la première source de chaleur (S1) ou avec la deuxième source de chaleur (S2).
- Installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) comprend un boîtier (2) logeant le premier échangeur de chaleur (8a) et un deuxième échangeur de chaleur (8b) apte à fournir un flux d’air froid (9), le volet (13) étant logé à l’intérieur d’une conduite (12) qui contourne le premier échangeur de chaleur (8a), la conduite (12) s’étendant entre le deuxième échangeur de chaleur (8b) et une première zone (Z1) du boîtier (2) en communication fluidique avec une première bouche d’évacuation (4a) d’un premier flux d’air interne (6a) vers une zone de pieds (7a) de l’habitacle du véhicule.
- Installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la première zone (Z1) est indifféremment une chambre de mixage du flux d’air froid (9) et du flux d’air chaud (10) vers la zone de pieds (7a), un canal d’acheminement du flux d’air chaud (10) vers la chambre de mixage et un canal de distribution du premier flux d’air interne (6a) vers la zone de pieds (7a).
- Installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, le volet (13) étant mobile en rotation autour d’un axe de rotation (A1), le volet (13) est placé en une première position (X1) lorsque l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) équipe le premier véhicule et le volet (13) est placé en une deuxième position (X2) lorsque l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) équipe le deuxième véhicule, le volet (13) en première position (X1) et le volet (13) en deuxième position (X2) formant un angle (α) qui est non-nul.
- Installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce qu’un premier débit (D1) du flux d’air froid (9) pris en aval du volet (13) placé en première position (X1) selon un sens de circulation (S) du flux d’air froid (9) à l’intérieur de la conduite (12) est supérieur à un deuxième débit (D2) du flux d’air froid (9) pris en aval du volet (13) placé en deuxième position (X2) selon le sens de circulation (S) du flux d’air froid (9) à l’intérieur de la conduite (12).
- Installation de ventilation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier échangeur de chaleur (8a) est constitutif d’un premier circuit de fluide caloporteur (21) en relation avec un moteur à combustion interne formant la première source de chaleur (S1).
- Installation de ventilation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le premier échangeur de chaleur (8a) est constitutif d’un premier circuit de fluide réfrigérant (23) comportant la deuxième source de chaleur (S2).
- Installation de ventilation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le premier échangeur de chaleur (8a) est constitutif d’un deuxième circuit de fluide caloporteur (22) qui est couplé thermiquement à un deuxième circuit de fluide réfrigérant (24) comportant la deuxième source de chaleur (S2).
- Procédé de mise en œuvre de l’installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la position (X1, X2) du volet (13) est fonction d’une température de fluide (T’1, T’2) du fluide (11a, 11b, 11c) à l’intérieur du premier échangeur de chaleur (8a).
- Procédé de mise en œuvre d’une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la première source de chaleur (S1) est apte à porter le fluide (11a, 11b, 11c) à une première température de fluide (T’1) et la deuxième source de chaleur (S2) est apte à porter le fluide (11a, 11b, 11c) à une deuxième température de fluide (T’2), la première température de fluide (T’1) étant supérieure à la deuxième température de fluide (T’2), en particulier, la première température de fluide (T’1) est supérieure ou égale à 80°C et la deuxième température de fluide (T’2) est inférieure ou égale à 60°C.
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| FR2949386A1 (fr) * | 2009-09-03 | 2011-03-04 | Valeo Systemes Thermiques | Boucle secondaire cooperant avec une installation de ventilation, de chauffache et/ou de climatisation equipant un vehicule automobile. |
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-
2020
- 2020-11-10 WO PCT/FR2020/052045 patent/WO2021111046A1/fr active Application Filing
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| US20180236841A1 (en) * | 2015-10-21 | 2018-08-23 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Air-Conditioning Device and Method for Operating Same |
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