Brevet FR2380909A1 — publié le 19780915

L'invention concerne un appareil pour le chauffage, l'aération et le refroidissement de grands compartiments de véhicule, en par ticulier d'habitacles d'autobus, comprenant une enveloppe destinée â être installée dans le toit, qui est munie d'une entrée d'air et de deux sorties d'air débouchant dans deux canaux disposés en dessous du toit du véhicule et dans laquelle sont disposés un échangeur thermique, des ventilateurs et l'évaporateur d'une installation de climatisation. Dans un appareil connu de ce genre, les canaux latéraux de toit arrivent jusqu'au côté avant du véhicule où ils sont munis de volets d'admission d'air frais qui subissent la pression dynamique pendant la marche. Entre les deux canaux de toit est disposée une enveloppe qui présente, derrière un volet central d'admission d'air frais, un échangeur thermique s'étendant seulement sur une partie de l'ouverture d'admission d'air frais. Sur les petits côtés de l'enveloppe se trouvent, de part et d'autre de l'échangeur thermique, des ventilateurs qui soufflent directement de l'air fraiss et de l'air chauffé dans les canaux latéraux de toit où cet air est en outre dévié. A l'arrière de l'enveloppe se trouvent, entre les canaux de toit, des ouvertures d'admission de courant d'air derrière lesquelles est disposé l'évaporateur.Le courant d'air climatisé est aspiré par les ventilateurs latéraux et ramené directement aux canaux de toit. L'inconvénient de l'appareil connu est qu'on ne peut pas l'installer après coup et que le constructeur de la carrosserie, lorsqu'il projette et aménage les canaux de toit, doit tenir compte des différents organes de réglage et coaposants ainsi que de leur disposition. Pour cette raison, on ne peut pas non plus utiliser d'éléments de série, par exemple pour les canaux de toit. Le même inconvénient se produit dans le cas d'appareils de chauffage, d'aération et de refroidissement installés directement dans les canaux de toit. L'invention a pour but d'éliminer les inconvénients mentionnés et en particulier, de fournir un appareil de chauffage, d'aération et de refroidissement qui puisse être installé en tant que bloc fini, lors de la construction d'un véhicule ou après coup, et qui, en vertu de sa conception et de sa puissance, puisse être installé en un seul exemplaire pour des véhicules plus courts ou de moindres puissances et être installé en double pour des véhicules plus longs. Dans l'appareil défini plus précisément ci-dessus, l'invention parvient à ce résultat,gr ce au fait que l'enveloppe présente une région d'entrée recevant un courant d'air climatisable et/ou de l'air frais réglable, suivie d'une région comportant des ventila tueurs et des ou entures de dérivation pouvant etre fermées, elle mme suivie d'une région de sortie munie d'échangeurs thermiques et que les ouvertures de dérivation peuvent etre fermées sous la dépendance de la différence de pression entre la région d'entrée et la région de sortie. n appareil de ce genre s 'installe a l'avant du véhicule, audessus du siège du conducteur et immédiatement en dessous du pavillon. Le meme groupe peut etre disposé symétriquement à l'ar- rière du véhicule. L'enveloppe de chaque appareil s'étend sur toute la largeur du véhicule et elle est prévue entre des longerons latéraux et deux traverses voisines. Entre deux enveloppes s'étendent les deux canaux latéraux de toit munis d'ouvertures de sortie d'air dirigées transversalement.Etant donné que l'air frais applique une pression dynamique à toute la région d'entrée, les organes de fermeture des ouvertures de dérivation commencent déjà à s' ouvrir à de petites vitesses de 35 Ln par exemple, de sorte que -si deux ventilateurs sont prévus dans chaque appareilon peut mettre hors d'action un ventilateur. A des vitesses de marche de 60 à 70 krh, on peut mettre complètement hors d'action les ventilateurs. La mise hors d'action peut être assurée par des palpeurs qui réagissent à des positions déterminées des organes de fermeture. Ou encore, la mise hors d'action des ventilateurs peut être commandée directement par le tachymètre qui mesure la vitesse de marche.En tout cas, indépendamment du comportement momentané de marche, on peut obtenir une pression constante à l'intérieur des canaux de toit de sorte qu'aux ouvertures de sortie d'air dirigées transversalement et aux buses de sortie situées dans la région des places de voyageurs est assurée une vitesse d'écoulement constante que chaque voyageur peut faire varier par la buse elle-meme. Par la mise hors d'action des ventilateurs, on obtient une diminution du bruit, la puissance nécessaire aux ventilateurs est notablement diminuée et la longévité des moteurs est accrue en conséquence. Les ventilateurs sont seulement alimentés en air frais et/ou en air circulant et sont subdivisés en trois groupes placés côte à côte, chacun des deux groupes situés à l'extérieur étant suivi d'un échangeur thermique.Pour le fonctionnement en refroidissement pur, dans les zones méridionales, les échangeurs thermiques peuvent être supprimés. Le groupe central. ne présente pas en principe d'échangeur thermique mais un volet de sortie d'air pouvant être commandé, ce qui fait que. par exemple au démarrage, il est possible de climatiser intensément la région centrale de l'habitacle. Pendant la marche, on peut fermer le volet de sortie d'air de sorte qu'il se produit une aération sans courant d'air, exclusivement par les canaux latéraux de toit. Pour la désaération centrale automatique dans la région du groupe central, celui-ci peut être muni d'un canal de désaération ouvert en permanence, communiquant avec la région centrale de l'habitacle et aspirant constamment, de cette région, de l'air sortant. A la suite du canal de désaération du groupe central peuvent se trouver un ou deux canaux centraux de toit qui présentent des ouvertures d'entrée d'air dans la région arrière du véhicule. L'4vaporateur de climatisation peut être installé après coup. Il est exclusivement alimenté par de l'air circulant qui est amené l'évaporateur par un volet s'ouvrant automatiquement en vertu de la différence de pression entre l'habitacle et la région du ventilateur. L'appareil comporte donc un ensemble d'enveloppe peu encombrant, de hauteur réduite et d'extension longitudinale réduite. Il n'y a plus d'extensions au-dessus du toit, même dans le cas d'installation après coup. La dépression qui se produit dans la région de la carrosserie du véhicule sert en particulier à désaôrer le compartiment arrière. Le chauffage, l'aération et la climatisation peuvent être commandés différemment sur les deux côtés du véhicule. Par une aération à courant transversal dans la région des ouvertures transversales de sortie d'air des canaux de toit, on peut empêcher la condensation sur les vitres même par forte humidité relative. Uh mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-aprs, & titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels t La figure 1 représente schématiquement un autobus dans lequel le pavillon est enlevé t La figure 2 est une coupe suivant la ligne Il-I I de la figure 1, et La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 1. La figure 1 représente un autobus comportant un avant 10, un arrière li et des parois latérales 12. Le pavillon 13 n'a pas été représenté sur la figure 1. A l'avant 10 se trouve une large grille d'admission d'air 14. Dans cet exemple d'exécution sont prévus deux appareils 20 pour le chauffage, l'aération et le refroidissement; l'appareil désigné par 20 sur la figure 1 est disposé immédiatement derrière l'avant 10 et l'appareil appelé 21 est disposé immédiatement devant l'arrière 11. L'appareil 20, de même que l'appareil 21, sont disposés dans une enveloppe qui s'étend d'une paroi frontale 22 jusqu'à des ouvertures de sortie d'air 23. L'enveloppe s'adapte entre deux traverses non représentées et repose latéralement sur deux longerons non représentés, dans la région des parois latérales 12.L'-enveloppe des parois latérales 24 parallèles aux parois 12, un fond 25 et un toit 26 adapté au pavillon 13 et disposé en dessous de celui-ci, avantageusement avec interposition d'un calorifugeage 27..Dans la paroi frontale 22 est ménagée une ouverture d'entrée d'air frais 28 qui peut être fermée par un volet pivotant 29. Le volet 29 suspendu de façon oscillante peut être déplacé par un servomoteur électrique ou un vérin pneumatique, non représentés. Immédiatement à la suite de l'ouverture d'entrée d'air frais 28 vient une région d'entrée 30. Celle-ci est exposée à l'air frais sous une pression dynamique et la pression et le volume peuvent être commandées par le volet 29. En outre, dans la région d'entrée 30 se trouve un évaporateur 31 de climatisation d'air auquel font suite un condenseur et un compresseur qui peuvent être disposés sous le plancher ou dans le compartiment de moteur. L'évaporateur 31 est inséré de façon interchangeable dans l'appareil 20 et s'étend pratiquement sur toute la largeur de l'enveloppe. En dessous de l'évaporateur 31 est prévue une gouttière d'évacuation d'eau 32 munie d'ouvertures latérales d'évacuation d'eau qui traversent les parois latérales 12 et 24.A l'intérieur de la région d'entrée 30 s'étend obliquement vers le haut, en partant du bord inférieur de la paroi frontale 22, une paroi 33 qui se continue -au-dessus de l'évaporateur 31 par une aile 34 et dirige l'air frais de façon qu'il passe sur l'évaporateur 31 et l'air circulant de façon qu'il traverse l'évaporateur 31. Pour l'entrée de l'air circulant est prévue, dans le fond 25, une ouverture 35 qui peut être fermée par une grille. Sur la grille repose une patte flexible 36 qui s'écarte de la grille en vertu de la différence de pression entre l'habitacle et une région de ventilateur qui fait suite et permet à l'air circulant d'affluer A la région de ventilateur 40 en passant par l'ouv,erture 35 et par l'évaporateur 31. Pour l'installation de l'appareil 21 à l'arrière ll, le toit a6 de l'enveloppe peut présenter une ouverture d'entrée d'air frais 37 munie d'une aile 38 qui traverse le calorifugeage 27 et un évidement 17 du toit 13. A l'aile 38 est adjoint un couvercle 39 qui peut s'écarter de l'aile 38 et libère ainsi l'ouverture d'entrie d'air frais 37. Le couvercle 39 peut être levé et abaissé électriquement ou pneumatiquement par le couvercle 39. Le couvercle 39 se trouve en dessous d'un capot 19 habituellement prévu A l'arrive Il d'un autobus et subissant la pression dynamique dans la région d'une grille d'arrêt d'impuretés 18.La pression dynamique règne dans tout le volume situé en dessous du capot 19 qui est ferlé vers l'arrière li et vers les parois latérales 12 de sorte que la pression dynamique atteint par l'ouverture 37 la région d ' entrée 30, de mise que la pression dynamique qui arrive å la région 30 par l'ouverture d'entrée d'air frais 28. La région 40 comporte trois groupes 41, 42, 43 placés côte & BR La région de sortie 50 présente à l'endroit des groupes 41 et 43, derrière les échangeurs thermiques 51 et 53, un entonnoir 56 qui se termine dans l'ouverture de sortie d'air 53. A la suite de l'ouverture 23 vient un tronçon de canal de toit 57 qui, dans l'exemple d'exécution représenté, va iusqud un point de rencontre 58. Le point de rencontre 58 se trouve & peu près à si-chfl in entre l'avant 10 et l'arrière ll de l'autobus. Les groupes 41 et 43 sont conçus de telle sorte qu'ils peuvent conduire 1500 m /h d'air climatisé dans chacun des tronçons de canal 57. A l'intérieur d'au moins un tronçon de canal 57 peut être disposé un capteur de t + rature 59 qui commande 1 'alimentation en eau des échangeurs thermiques 51 et 53. Les échangeurs 51 et 53 sont branchés en parallèle et se trouvent dans un circuit secondaire raccordé à un anneau distributeur non représenté. Selon le brevet allemand ne 1 454 373 l'anneau distributeur présente, entre quatre raccordements, des parcours de mêmes dimensions et équivalents quant a' à l'écoulement, deux raccordements voisins étant prévus comme entrées et les deux autres corme sorties. Le circuit d'agent de refroidissement du moteur & combustion interne est branché en série, par l'intermédiaire de la pompe adjointe, avec deux raccordements opposés de l'anneau distributeur. Entre les deux raccordements est branché le circuit secondaire mani des échangeurs thermiques 51 et 53 et comportant une pompe de circulateur. Par le groupe central 42, il arrive seulement de l'air climatisé à la région centrale de l'habitacles sur les figures l et 2, les volets de sortie d'air 54 sont représentés partiellement ouverts. La tubulure de sortie du ventilateur 44 et l'ouverture de dérivation 47 sont dirigées de telle sorte que le courant d'air de refroidissement sortant dans la région du volet de sortie 54 se dirige un peu vers le pavillon 13 de sorte qu'à cette phase de fonctionnement aussi, on obtient une aération sans courant d'air. Les tronçons de canal de toit 57 peuvent être formés de profilés de matière synthétique ou d'aluminium présentant de façon connue des fentes latérales de sortie de manière à empêcher les condensations sur les vitres latérales des parois latérales 12, meme par forte humidité. En outre, on a prévu d'autres buses qui dirigent l'air climatisé ou chauffé vers la région centrale, sous le pavillon 13. Enfin, les tronçons de canal de toit 57 peuvent être -mis de buses réglables adjointes à chaque place de passager et permettant au passager de régler l'aération conformément à ses besoins personnels. Bur le profilé des tronçons de canal de toit 57 peut être formé directement un canal secondaire à travers lequel de l'air sortant est aspiré de la région arrière vers la région avant. Par allleur dans le conduit de toit peut être placé un tuyau souple 61 qui présente une ouverture en 63 et passe à travers une cloison 58. Le tuyau 61 mène à une ouverture 65 prévue dans la région de l'appareil 20, à l'avant 10 du véhicule et traversant les parois latérale 12 et 24. Sur la figure, 1, le tuyau souple 61 muni des ouverturXes 63 et 65 est représenté dans un seul canal de toit 57, mais il peut aussi être prévu dans les deux canaux de toit. Lorsqu'on installe un ou deux tuyaux souples 61, le canal de désaération 52 et l'ouverture 64 peuvent être supprimés. Dans le fond 25 est prévu un volet d'inspection 75 pouvant s'écarter vers le bas et sur lequel peuvent être disposés les éléments de commande et de réglage 76 de 11 ensemble de l'appareil. Dans le fond 25 ou dans le volet d'inspection 75 est prévu, au-dessus du siège du conducteur, un aérateur de plafond 74 muni d'un obturateur à clapet dont on peut abaisser le clapet hors du plan du fond 25 pour l'ouvrir. L'aérateur de plafond 74 peut aussi être muni d'un ventilateur pouvant être mis en action lors de l'ouverture de l'obturateur à clapet. De l'air froid venant de la région d'entrée 30 sort de la région de ventilateur 40 à peu près parallèlement au fond 25 quand l'aérateur de toit est ouvert de sorte que le siège du conducteur est aéré sans courant d'air. Les appareils 20 et 21 peuvent être préréglés manuellement au moyen d'un élément central de commande et les différents organes se règlent automatiquement en fonction des conditions extérieures. L'écoulement d'air passe par les appareils 20 et 21 pratiquement en ligne droite de sorte que les capteurs répondent rapidement et qu'il se produit peu de pertes par tourbillonnement qui pourraient en même temps causer un bruit indésirable. Du point de vue de la fabrication, l'avantage obtenu est que la région d'entrée 30, avec l'enveloppe 22 à 26, 32 à 36 et 75, constitue un bloc dans lequel peut s'insérer la plaque de montage 46 avec les ventilateurs 44 et les ouvertures de dérivation 47. Les échangeurs thermiques 51 et 53 et l'évaporateur 31 peuvent être insérés à volonté, y compris après coup. R E V E N D I C A T I O N- S 1.- Appareil pour le chauffage, l'aération et le refroidissement de grands compartiments de véhicule, en particulier d'habitacles d'autobus, comprenant une enveloppe destinée à être installée dans le toit, qui est munie d'une entrée d'air et de deux sorties d'air débouchant dans deux canaux disposés en dessous du toit du véhicule et dans laquelle sont disposés un échangeur thermique, des ventilateurs et l'évaporateur d'une installation de climatisation, appareil caractérisé par le fait que l'enveloppe présente une région d'entrée recevant un courant d'air climatisable et/ou de l'air frais réglable, suivie d'une région comportant des venti lateurs et des ouvertures de dérivation pouvant être fermées, elle- eme suivie d'une région de sortie munie d'échangeurs thermiques et que les ouvertures de dérivation peuvent être fermées sous la dépendance de la différence de pression entre la région d'entrée et la région de sortie. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ouverture d'entrée d'air frais de la région d'entrée présente un organe de fermeture pouvant être commandé et disposé sur la paroi frontale ou sur le toit de l'enveloppe. 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'organe de fermeture est un volet pivotant suspendu de façon oscillante sur la paroi frontale de l'enveloppe et pouvant être déplacé par un vérin pneumatique. 4.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'ouverture d'entrée d'air frais est disposée dans le toit de l'enveloppe, qu'elle est entourée d'une aile s'écartant perpendiculairement et qu'elLe peut être fermée par un couvercle qui peut être levé et abaissé électriquement ou pneumatiquement. 5.- Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que,dansla région d'entrée est disposé un évaporateur de clisatisatioa d'air qui s'étend à peu près sur toute la largeur de l'enteloppe. 6.- Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la région d'entrée est divisée par une paroi qui se dirige oLliquement-ters le haut en partant du bord inférieur de la paroi frontale et qui dirige le courant d'air de manière à le faire passer è parera L'évaporateur et l'air frais de manière à le faire passer sur l'évaporateur. 7.- Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'en dessous de la paroi oblique est disposé, entre la paroi frontale de l'enveloppe et l'évaporateur, un volet formé d'une patte flexible qui s'écarte d'une ouverture de passage du fond de l'enveloppe, en direction de la paroi oblique, en vertu de la différence de pression entre l'habitacle et la région de ventilateur. 8.- Appareil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'évaporateur peut etre inséré après coup et qu'en dessous de celui-ci est prévue une gouttière d'évacuation d'eau dirigée obliquement et munie d'au moins une ouverture latérale d'évacuation d'eau dans la paroi latérale. 9.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la région munie des ventilateurs et des ouvertures de dérivation est subdivisée en trois groupes placés côte à côte. 10.- Appareil selon l'une des revendications 1 et 9, caractérisé par le fait que dans chaque groupe, au moins un ventilateur pouvant être commandé séparément est disposé au-dessus d'un organe de fermeture respectif fonctionnant automatiquement. 11.- Appareil selon la revendication 10, caractérisé par le fait que chaque organe de fermeture est sous forme de volet ou de patte flexible reposant par gravité sur une grille oblique de l'ouverture de dérivation. 12.- Appareil selon l'une des revendications 9 a îî, caractérisé par le fait qu'à la suite de chacun des deux groupes situés à l'extérieur sont branchés un échangeur thermique et un entonnoir de transfert menant aux canaux latéraux de toit. 13.- Appareil selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé par le fait qu'à la suite du groupe central est branché un volet de sortie d'air pouvant être commandé et menant directement à l'habitacle. 14.- Appareil selon la revendication 13, caractérisé par le fait que dans la région supérieure du groupe central est prévu un conduit de dés aération ouvert en permanence et communiquant avec la région centrale de l'habitacle et avec une ouverture prévue dans la région avant du pavillon. 15.- Appareil selon l'une des revendications 1 à 14, caracté risé par le fait qu'au moins dans la région de ventilateur, le fond de l'enveloppe présente un volet d'inspection pouvant pivoter vers le bas et portant en même temps les éléments de commande et de réglage. 16.- Appareil selon la revendication 15, caractérisé par le fait que dans le fond ou dans le volet d'inspection est disposé, au-dessus du siège du conducteur, un aérateur de toit muni d'un obturateur à clapet dont le clapet peut s'abaisser hors du plan du fond pour l'ouverture et qui peut comporter un ventilateur qui peut être mis en action lors de 1' ouverture de l'obturateur à clapet. 17.- Appareil selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé par le fait que les ventilateurs sont disposés sur une plaque de montage et les ouvertures de dérivation dans cette plaque de montage qui peut s'insérer d'un bloc dans l'enveloppe et que les échangeurs thermiques peuvent être annexés au bloc. 18.- Appareil selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé par le fait que dans le cas d'un autobus, deux appareils sont disposés l'un à l'avant et l'autre à l'arrière, directement sous le pavillon, que les régions comportant les échangeurs thermiques sont dirigées l'une vers l'autres ou vers les canaux de toit et qu'il existe, à l'intérieur des canaux de toit, à peu près au milieu, un point de rencontre subdivisant les canaux de toit en deux parties séparées. 19.- Appareil selon la revendication 18, caractérisé par le fait que sur toute la longueur du canal s'étend un canal secondaire faisant corps avec le canal de toit ou formé d'un tuyau souple inséré dans celui-ci et que dans les parois latérales de l'enveloppe est prévue au moins une ouverture par laquelle l'air sortant amené par Le tuyau souple est dirigé vers l'extérieur dans la région du côté frontal du véhicule. 20.- Appareil selon l'une des revendications 1 et 12, caractérisé par le fait que les échangeurs thermiques sont branchés en parallèle et sont reliés en série, dans un circuit secondaire, à une seule pompe de circulation et à un anneau distributeur qui présente dA minière en elle-mêe connue des résistances d'écoulement égales on ses quatre tronçons, entre quatre raccordements, et dans lequel le circuit secondaire est raccordé à des raccordements opposés tandis que le circuit d'agent de refroidissement du moteur à combustion internez avec sa pompe de circulation liée à la vitesse de rotation, est raccordé aux deux autres raccordements opposés.