Brevet FR2109915A1 — publié le 19720526

La présente invention concerne un dispositif pour chauffer et refroidir l'habitacle d'un véhicule automobile, comportant au moins un premier échange-or de chaleur sollicité par un fluide chauffant et au moins un second échangeur de chaleur sollicité par un fluide refroidisseur. Dans des dispositifs connus de ce type, les echangeurs ds chaleur sont disposés séparément à l'intérieur du véhicule, dans la plupart des cas dans le volume situé en dessous du tableau de bord. Par l'intermédiaire de ventilateurs placés directement en aval des echangeura de chaleur, de l'air est aspiré et refoulé au travers des échangeurs de chaleur de manière à pénétrer dans l'habitacle du véhicule. L'inconvénient de ces dispositifs consiste en ce que le fort rayonnement de chauffage ou de refroidissement sortant des échangeurs de chaleur est ressenti d'une façon très désagréable au cours du temps» En particulier des ventilateurs de grand débit, qui sont prévus pour assurer une climatisation pour des températures extérieures extrêmes ,ont une inflence assez fortement perturbatrice sur le confort dea occupants du véhicule. Pour remédier à cet inconvénient, il est prévu dans un dispositif de chauffage connu de véhicules,des échangeurs de chaleur de grande surface placés à l'intérieur du véhicule, par exemple sur le plancher, au plafond, sur les sièges ou sur les parcis ds manière que l'air chaud sorte à une vitesse fortement réduite. Cependant, pour loger un dispositif de chauffage et de refroidissement de ce type, il n'existe pas ds place suffisante à l'intérieur du véhicule. Egalement la dépense en tuyaux de liaison et en composants de construction est considérablement élevée. L'invention a pour but de fournir un dispositif du type précité,qui offre à la fois l'avantage d'une climatisation exempte de tirage et l'avantage d'un encombrement réduit, de sorte qu'il peut être installé sans effet perturbateur dans n'importe quel véhicule. L'invention concerne à cet effet un dispositif du type ci-dessus caractérisé en ce qu'un agent de transmission de chaleur traversant au moins Tin troisième echangeur de chaleur est relié sélectivement et de façon thermiquement conductrice au premier ou au second échangeur de chaleur. A cet égard il est avantageux que le troisième échangeur de chaleur ait une grande surface utile et soit disposé de préférence sur le plafond ou sur les parois 71 35284 - 2 - 2109915 latérales de l'habitacle du véhicule. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le tremier et le second échangeurs de chaleur peuvent être reliés à l'habitacle du véhicule et il est prévu pour chacun des deux échangeurs de chaleur un ventilateur de ventilation fcrcee Cela présente l'avantage eus les ventilateurs assurent en 'in temps court une climatisation de l'habitacle tandis eue le troisième échangeur de grande surface assure agrsacle .tient un maintien sensiblement constant de la température atteinte. l'invention sera mieux comprise en regard de la description ci—après et des dessins annexes représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels : - la figure 1 est un schéma de principe du dispositif suivant l'invention; - la figure 2 représente une variante du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 est une autre variante du dispositif de la figure 1. Un echangeur de chaleur 10 de grande surface et disposé de préférence dans le plafond de l'habitacle d'un véhicule automobile, non représenté, est traversé par un agent de transmission de chaleur, de préférence de l'eau, l'agent de transmission de chaleur est mis en. circulation dans un circuit 11 à l'aide d'une pompe 12. Le circuit 11 est divisé en aval de la rompe en deux circuits lia et 11b. Un distributeur 13 permet de faire passer l'agent de transmission de chaleur du circuit 11 dans le circuit lia ou 11b. Dans le circuit 11a, l'agent de transmission de chaleur passe dans un echangeur de chaleur 14 qui reçoit en outre l'eau de refroidissement provenant directement du moteur à combustion interne 15 du véhicule. Les tuyaux 16 aboutissant à 1'echangeur de chaleur sont reliés d'une manière connue au circuit d'eau de refroidissement du moteur à combustion interne. Dans le circuit 11b, l'agent de transmission de chaleur passe dans un échangeur 17 qui constitue simultanément 1'évaperateur d'un circuit de refroidissement 13. le circuit de refroidissement 18 se compose d'une manière connue d'un compresseur 19, d'un condensateur 20 et d'une soupape de détente 21 qui sont placés dans la séquence précitée dans le circuit 16. Le compresseur 19 est relié par l'intermédiaire d'un mécanisme à 71 35284 - 3 - 2109915 courroie 22 au moteur à combustion interne ; cependant il peut être également entraîné par un moteur électrique fonctionnant indépendamment du moteur à combustion interne. 5 Les deux échangeurs de chaleur 14 et 17 sont reliés à l'habitacle du véhicule. En amont de chaque echangeur de chaleur, il est prévu un ventilateur 23 ou 24 qui propulse l'air aspiré passant dans les échangeurs de chaleur à l'intérieur du véhicule. 10 L'exemple de réalisation de la figure 2 se différencie de celui de la figure 1 seulement par le chauffage différent de 1'echangeur de chaleur 14. Celui-ci est sollicité dans ce cas par les gaz dféchappement chauds du moteur à combustion interne qui sont déchargés à l'air libre par le tube d'échap-15 peinent 25 passant dans l'échangeur de chaleur 14. Toutes les autres parties concordent sur les deux figures et ont par conséquent été pourvues des mêmes références numériques. Le mode de fonctionnement des deux dispositifs est le suivant : lorsque l'habitacle du véhicule 20 doit être chauffé, le distributeur 13 est placé dans la position représentée sur la figure 1 de manière à enclencher la pompe de circulation 12. L'agent de transmission de chaleur traverse d'abord l1echangeur de chaleur 14 dans lequel il est chauffé par 25 l'eau de refroidissement chaude ( figure 1) ou par les gaz d'échappement ( figure 2) du moteur à combustion interne. Il passe ensuite dans l'échangeur de chaleur 10 de grande surface. Il cède alors sa chaleur à l'air ambiant de l'habitacle de véhicule et il revient vers l'échangeur de chaleur 14 en étant propulsé par la pompe 12. 30 Pour chauffer rapidement l'habitacle du véhicule, le ventilateur 23 peut être enclenché de manière à insuffler additionnellement dans l'habitacle du véhicule l'air chauffé par l'échangeur de chaleur 14» Lorsque la température intérieure doit être 35 réduite, le distributeur est amené dans la position représentée sur la figure 2. L'agent de transmission de chaleur s'écoule à partir de la pompe 12 en passant dans l'échangeur de chaleur 17 et dans l'échangeur de chaleur 10 pour revenir ensuite à la pompe. Dans l'échangeur de chaleur 17, l'agent 40 de transmission de chaleur cède de la chaleur.tandis que, dans 71 35284 _ 4 - 2109915 l'échangeur- de chaleur 10, il reçoit de la chaleur provenant de 1'habitacle du véhicule afin de réduire sa température. Pour améliorer le rendement, on peut enclencher le ventilateur 24 qui insuffle additionnellement dans 5 l'habitacle du véhicule de l'air refroidi par l'échangeur de chaleur 17. Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, les échangeurs de chaleur 10, 14 et 17 sont branchés en série dans le circuit 11 de l'agent de transmission de chaleur et ils 10 sont parcourus successivement par ce dernier. Dans le circuit du fluide de chauffage de refroidissement, un conduit de dérivation 26 ou 27 est associé aux échangeurs de chaleur 14 et 17. A l'entrée de chaque conduit de dérivation, il est prévu une soupape 25 ou 29 qui permet un 15 réglage du débit du fluide de chauffage ou de refroidissement par l'échangeur de chaleur correspondant. Les autres parties concordent avec celles des figures 1 et 2. En fonction de la température désirée dans l'habitacle du véhicule, le trajet d'écoulement du fluide de chauf-20 fage ou de refroidissement peut être étranglé en totalité ou en partie par l'échangeur de chaleur correspondant de sorte que l'agent de transmission de chaleur passant dans le circuit 11 est échauffé ou refroidi en correspondance. L'invention s'étend à un véhicule automo-25 bile muni d'un dispositif de chauffage conforme à la description ci-dessus. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres 30 formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 71 35284 RgVKTDICATIONS 1°) Dispositif pour chauffer et refroidir 1 habitacle d'un véhicule automobile, dispositif comportait au moins un premier échangeur de chaleur sollicité par un fluide - chauffant et au moins un second échangeur de chaleur sollicita par un fluide refroidisseur, dispositif caractérisé en ca qu'un agent de transmission de chaleur traversant au ncina un troiaiàce échangeur de chaleur est relié sélectivement ex de ^'açon thsraiiqiv ment conductrice au premier jou5» au second échangeurs de chaleur» - 2°) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier ou la second échange ara d8 chalevu-sont branchés dans le trajet d'écoulement de l'agent de transmisa., de chaleur. 3°) Dispositif suivant la revendication 2, 5 caractérisé en ce que le premier et le second échangeurs de chaleur peuvent être reliés sélectivement à l'aide d'un distributeur au trajet d'écoulement de l'agent de transmission de chaleur* 4°) Dispositif suivant la revendication 1, ■ caractérisé en ce que les échangeurs de chaleur sont branchés en 20 série dans le trajet d'écoulement de l'agent de transmission de chaleur et en ce que le premier et le second échangeurs de chaleur sont associés chacun à un conduit de dérivation servant au réglage du débit de fluide de chauffage ou de refroidissement dans l'échac-geur de chaleur correspondant» 25 5°) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le trajet d'écoulement de l'agent de transmission de chaleur au moins un ensemble servant à aaaurer une circulation forcée de l'agent de transmission de chaleur# iO 6°) Dispositif suivant l'une quelconque des reve dicationa 3 et 5, caractérisé en ce que l'ensemble de circulation forcée est placé dans le trajet d'écoulement de l'agent de transmis sion de chaleur entre le troisième échangeur de chaleur et le distributeur. 35 7°) Dispositif suivant l'une quelconque des rem dications 1 à S, caractérisé en ce que la troisième échangeur de chaleur est pourvu d'une grande surface active ét est placé de préférence sur le plafond ou sur les parois latérales de l'habitacle du véhicule. 40 S0) Dispositif suivant l'une 'quelconque des 71 3528^ - 6 - 2109915 revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le premier échangeur de chaleur servant à chauffer l'agent de transmission de chaleur est relié d'une manière connue au circuit d'eau de refroidissement du moteur à combustion interne du véhicula. 9°) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce eue le premier échangeur ie chaleur est traversé d'une manière connue car les gaz i'échappement :iu mcce-ir à combustion interne. 1C°) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le second échangeur de chaleur servant à refroidir l'agent de transmission de chaleur est réalisé sous forme d'un évaporateur l'un circuit de refroidissement . 11°) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le premier et le second échangeurs de chaleur sont reliés à l'habitacle du véhicule automobile. 12°) Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est prévu en amont du premier et du second échangeurs de chaleur un ventilateur servant à assurer la ventilation forcée des échangeurs de chaleur. 13°) Véhicule automobile caractérisé en ce qu'il est muni d'un dispositif de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12.