Brevet FR2540978A1 — publié le 19840817

La présente invention se rapporte d'une maniere générale aux appareils de conditionnement d'air et concerne plus particulièrement un dispositif de climatisation perfectionné et destiné à refroidir ponctuellement un espace quelconque tel que par exemple celui formé par l'habitacle d'un véhicule. Il est déjà connu d'équiper les véhicules d'appareils de climatisation traditionnels, cXestà-dire permettant la production de froid par compression et changement de phase d'un fluide. Cependant, ces appareils sont la plupart du temps coûteux, ne donnent pas toujours des résultats satisfaisants et fiables, et exigent bien souvent une maintenance astreignante et onéreuse. I1 a également été proposé d'utiliser en climatisation des cellules dites à effet Peltier. Cet effet, qui relève de la thermoélectricité, consiste, comme on le sait, en un dégagement ou une absorption de chaleur qui se manifeste dans un circuit hétérogène formé par la jonction de métaux de nature différente et parcouru par un courant électrique;; Toutefois, malgré le développement des matériaux utilisés actuellement dans les cellules à effet Peltier, l'utilisation de ces cellules pour produire de l'air conditionné n'a pas donné de résultats satisfaisants, et ce pour le motif essentiel que les résultats procurés par lesdites cellules demeurent médiocres et donc peu efficaces pour permettre par exemple la délivrance d'un débit d'air frais convenable et apte à procurer une sensation de confort aux passagers de l'habitacle d'un véhicule par exemple La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant un dispositif de climatisation perfectionné qui est fiable, efficace, peu coûteux sur le plan de la fabricatioW et n'exige aucun entretien particulier. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de climatisation perfectionné et utilisable notamment pour refroidir ponctuellement un espace tel que par exemple celui formé par l'habitacle d'un véhicule, caractérisé par la combinaison d'au moins un module à effet Peltier avec des surfaces d'échange à ailettes très étendues et rapprochées, et respectivement fixées sur les parois chaude et froide dudit module. Suivant un mode de réalisation préféré, les ailettes précitées sont constituées par les plis dlune feuille métallique ondulée ou plissée en accordéon, par exemple en aluminium. Selon encore une autre caractéristique de ce dispositif, chaque surface d'échange est fixée par brasage des plis précités soit directement sur les parois chaude et froide du module, soit sur une plaque de base elle-meme fixée sur lesdites parois. On comprend ici que le brasage des plis de chaque surface d'échange permet avantageusement une excellente conduction thermique. Selon une variante de réalisation, l'une dés surfaces d'échange est fixée par brasage des plis précités directement sur l'une des parois du module, tandis que l'autre surface d'échange est fixée par brasage des plis précités sur une plaque de base elle-meme fixée sur l'autre paroi. On précisera encore ici que chaque surface d'échange ou feuille métallique ondulée est entourée par une enveloppe thermiquement isolante et dans laquelle passe l'air ou le gaz à refroidir ou réchauffer. Le dispositif de l'invention est encore caractérisé par au moins une bouche de diffusion d'air froid raccordée, par l'intermédiaire d'une gaine ou analogue thermiquement isolée, à l'enveloppe associée à la paroi froide du module précité, tandis qu'un appareil de ventilation forcée de l'air à refroidir est également associé à ladite enveloppe. On peut également prévoir dans le dispositif conforme à l'invention un appareil de ventilation forcée qui est relié à l'enveloppe associée à la paroi chaude du module précité, de façon à refroidir l'échangeur chaud. L'invention vise également un engin de transport quelconque, tel que par eemple un véhicule, équipé d'au moins un dispositif répondant aux caractéristiques ci-dessus pour par exemple délivrer un débit d'air frais approprié au niveau de la tete du ou des passagers de ce véhicule. Mais d'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective de la structure d'un dispositif de climatisation conforme au principe de l'invention, le capotage de ce dispositif ainsi que les éléments annexes n'ayant pas été représentés pour plus de clarté ; et - la figure 2 est une vue schématique en perspective du dispositif de la figure 1 muni de ses équipements annexes. Suivant un exemple de réalisation; et en se reportant plus particulièrement à la figure 1, un dispositif de climatisation conforme à l'invention comprend essentiellement un module ou cellule 1 à effet Peltier, d'un type connu en soi, et dont les parois froide 2 et chaude 3 sont chacune pourvues de surfaces d'échange 4, 5 à ailettes très étendues et tres rapprochées. Plus précisément, et suivant un mode de réalisation préféré, les ailettes, comme on le voit bien sur la figure 1, sont constituées par les plis 4a, 5a d'une feuille metallique ondulée ou plissée en accordéon, ladite feuille étant de préférence en aluminium. Les plis 4a et 5a s'étendent perpendiculairement aux parois froide 2 et chaude 3 sur une longueur importante, et ces plis sont très rapprochés et très denses, comme cela apparait clairement sur la figure 1. Les plis 4a, Sa de chaque surface d'échange 42 5 sont fixés par brasage en 6 sur une plaque de base 7 qui est elle-meme fixée par tout moyen approprié sur les parois froide 2 et chaude 3 du module à effet Peltier 1. La plaque de base 7 est fixt+e aux parois 2 et 3 avec interposition d'une couche de graisse électriquement isolante, comme cela est connu en soi. On pourrait parfaitement sans sortirtdu cadre de l'invention, fixer par brasage les plis 4a, Sa directement sur les parois ou faces froide 2 et chaude 3 du module 1. A cet égard, on pourrait également envisager une fixation par l'intermédiaire de la plaque de base 7 pour l'une des surfaces d'échange, et une fixation sans ladite plaque pour l'autre surface d'échange. Chaque feuille d'aluminium ou échangeur- 4,- 5 est entourée par une enveloppe 8 thermiquement isolante solidaire de la plaque de base 7 et formant ainsi un canal pour le passage de l'air au travers desdits échangeurs, comme on l'expliquera en détail plus loin. Suivant une réalisation préférée, les plis 5a de l'échangeur 5 sont disposés orthogonalement aux plis 4a de l'échangeur froid 4, mais une disposition parallèle des plis 4a et 5a pourrait tout aussi bien etre envisagée sans sortir du cadre de la présente invention. En se reportant à la figure 2, on voit que l'échangeur froid 4 est raccordé à une bouche de diffusion d'air froid montrée schématiquement en 9, par l'intermédiaire d'une gaine ou analogue 10 associée à l'un 11 des côtés de cet échangeur froid. La gaine 10 peut être fixée par tout moyen approprie sur les bords de l'enveloppe 8. De l'autre côté 12 de l'échangeur froid 4 est prévue une autre gaine 13 raccordée à un moyen 14 de ventilation forcée, tel que par exemple un ventilateur. Ainsi, l'air a. refroidir sera envoyé suivant la flèche F1 au travers des plis 4a de l'échangeur froid 4, pour délivrer de l'air frais, suivant la flèche F2, au voisinage de la tête du pilote ou du passager d'un véhicule par exemple. A l'enveloppe 8 de l'échangeur chaud 5, et comme on le voit bien sur la figure 2 on a associé un appareil de ventilation forcée montré schématiquement en 15. Ainsi, de l'air pourra entrer suivant la flèche F3 pour passer au travers des plis 5a de l'échangeur chaud 5 de façon à refroidir ledit echangeur, l'air sortant de celui-ci suivant la flèche F4. Le dispositif de climatisation qui vient d'être décrit est essentiellement destiné à produire ponctuellement de l'air froid, de sorte que l'entrée et la sortie de l'air passant au travers de l'échangeur chaud 5 peuvent déboucher à l'extérieur de l'espace ou l'on produit l'air frais grâce à l'échangeur 4. Mais on pourrait également utiliser l'air chaud sortant en Fa dans l'espace où est placé le dispositif de climatisation, de sorte que ledit dispositif pourrait non seulement refroidir un espace, mais aussi le réchauffer au besoin. On insistera ici sur le fait que le brasage 6 des parties repliées de la feuille plissée ou échangeur 4, 5 permet une conduction thermique parfaite entre parois 2, 3 du module 1 et les plis 4a, 5a. De plus, l'amplitude et la densité importantes des plis 4a, 5a procure une grande surface d'échange ce qui réduit considérablement la différence de température entre la température des parois du module à effet Peltier 1 et la température de l'air à refroidir. Il en résulte au total qu'on tire le meilleur rendement possible du module 1 en réduisant au maximum la résistance thermique. On a donc réalisé suivant l'invention un dispositif de climatisation simple, fiable, peu coûteux, qui ne nécessite aucun entretien et qui peut etre avantageusement utilisé pour refroidir ponctuellement telle ou telle zone d'un local ou de l'habitacle dsun véhicule. L'invention n'est nullement limitée au mode de réali- sation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que les plis 4a, 5a, au lieu de présenter une section à angles droits comme on l'a montré sur la figure 1, pourraient parfaitement présenter une section arrondie, un peu en forme de sinusoidet et cela, sans sortir du cadre de l'invention. Egalement, le matériau isolant des enveloppes 8 des échangeurs 4, 5 peut être quelconque, de meme que la fixation de la plaque 7 sur les parois froide et/ou chaude du module à effet Peltier C'est dire que l'invention comprend tous les équi- valents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. R E V E N D I C A T -I O N S 1 Dispositif de climatisation perfectionné et utilisable notamment pour refroidir ponctuellement un espace tel que par exemple celui formé par l'habitacle d'un véhicule, caractérisé par la combinaison d'au moins un module à effet Peltier avec des surfaces d'échange à ailettes très étendues et rapprochées, et respectivement fixées sur les parois chaude et froide dudit module 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes précitées sont constituées par les plis d'une feuille métallique ondulée ou plissée en accordéon, par exemple en aluminium. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque surface d'échange est fixez par brasage des plis précités soit directement sur les parois chaude et froide du module soit sur une plaque de base elle-meme fixée sur lesdites parois. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'une des surfaces d'échange est fixée par brasage des plis précités directement sur l'une des parois de module, tandis que l'autre surface échange est fixée par brasage des plis précités sur une plaque de base elle-meme fixée sur l'autre paroi 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque surface d'échange ou feuille metallique ondulee est entourée par une enveloppe thermiquement isolante dans laquelle passe l'air ou le gaz à refroidir ou réchauffer. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par au moins une bouche de diffusion d'air froid raccordée, par l'intermédiaire d'une gaine ou analogue thermiquement isolée1 à l'enveloppe associée à la paroi froide du module précité, tandis qu'un appareil de ventilation forcée de l'air à refroidir est egalement associé à ladite enveloppe. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un appareil de ventilation forcée est relié à lwenveloppe associée à la paroi chaude du module précité. 8. Engin de transport, tel que par exemple, véhicule, navire ou aéronef, équipé d'au moins un dispositif selon l'une des revendications précédentes.