Brevet FR2629396A1 — publié le 19891006

La présente invention concerne un circuit de chauffage et de conditionnement d'air pour autocar ou analogue, comprenant un canal d'admission d'air ayant un trou d'admission d'air à une première extrémité, débouchant à ltex- térieur du véhicule et transmettant l'air d'admission dans un échangeur de chaleur du type à circulation d'eau placé à l'intérieur du véhicule. Les circuits connus de chauffage et de conditionnement d'air destinés aux autocars possedent une admission d'air placée à la partie basse de l'extrémité antérieure du véhicule. Les gaz d'échappement de la circulation peuvent alors facilement pénétrer dans le véhicule, et ceci peut se révélé très gênant, surtout dans la circulation routière.Des soupapes d'évacuation d'air sont en général placées à l'extrémité arrière de la carrosserie afin que l'espace de logement des passagers puisse disposer d'une circulation suffisante d'air. L'air s'écoule dans l'espace des passagers de l'avant vers l'arrière sur une distance qui peut atteindre 12 m. L'air interne usé qui circule vers l'arrière dans l'espace des passagers se mélange alors à l'air d'admission, si bien que l'effet de rafraîchissement de l'air d'admission est affaibli. En outre, des ventilateurs auxiliaires placés à l'extrémité avant du véhicule mélangent les courants d'air de l'espace des passagers et détériorent le conditionnement de l'air. Suivant les règlements, l'air intérieur d'un véhicule doit être changé au moins dix fois par heure, mais, dans les solutions connues, ceci ne suffit pas la plupart du temps pour garantir une bonne qualité de l'air des passagers. Dans les circuits connus, l'air d'admission est chauffé par un échangeur de chaleur dans lequel circule le liquide de refroidissement du moteur. Le circuit de refroidissement du moteur peut être raccordé à l'échangeur de chaleur par un robinet à trois voies si bien que l'échangeur de chaleur dispose de sa propre circulation hydraulique, la température du liquide qui circule pouvant être réglée par le robinet à trois voies. Grâce à cette disposition, les lentes variations de température de l'air d'admission ou de l'espace des passagers peuvent être compensées. Des variations rapides de température ne peuvent cependant pas être corrigées avec cette disposition. L'invention concerne un circuit de chauffage et de conditionnement d'air destiné à un autocar et grâce auquel des variations rapides de température peuvent être corrigées. L'invention concerne aussi ltexécution d'une excellente circulation d'air dans l'espace des passagers. Plus précisément, l'invention concerne un circuit de chauffage et de conditionnement d'air du type décrit précédemment, qui se caractérise en ce qu'il comporte en outre un échangeur de chaleur préliminaire placé dans le canal d'admission d'air, entre le trou d'admission et l'échangeur de chaleur, un canal d'évacuation d'air étant formé de l'intérieur à l'extérieur du véhicule et circulant par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur préliminaire et un dispositif de commande grâce auquel la quantité d'air d'admission transmise du canal d'admission à l'échangeur de chaleur peut être limitée afin que les variations rapides de température soient compensées le cas échéant, et grâce auquel l'air évacué par le canal d'échappement peut être transmis à la place à l'échangeur de chaleur. L'air est prélevé au-dessus du pare-brisa car la surpression y est la plus grande et l'air a une meilleure qualité qu'au-dessous du pare-brise, emplacement auquel l'admission d'air est normalement disposée. L'air interne est évacué vers l'extérieur par le canal d'échappement qui aboutit de préférence à l'extrémité antérieure du toit, car la dépression est la plus grande à l'extrémité antérieure du toit, et permet une forte aspiration et une bonne circulation d'air. Les courants d'air sont essentiellement dirigés de haut en bas, car l'air frais d'admission est transmis séparément pour chaque passager et l'air évacué est transmis de façon correspondante par des obturateurs d'évacuation placés à la partie inférieure de l'espace destiné aux passagers et vers le canal d'échappement. L'air ne s'écoule pas notablement dans la direction longitudinale de l'espace des passagers. Un air de bonne qualité est obtenu même avec une ventilation réduite.L'air d'échappement s'écoule dans l'échangeur de chaleur préliminaire placé dans le canal d'admission d'air et transmet de la chaleur à l'air introduit, si bien que l'utilisation de dispositifs auxiliaires séparés de chauffage est évitée, lorsque la quantité de chaleur obtenue du liquide de refroidissement du moteur ne suffit pas au chauffage de l'autocar. I1 est nuisible pour le moteur que son liquide de refroidissement soit inférieur à 60 "C et une température plus faible assure difficilement un chauffage supplémentaire de l'air d'admission. En été, l'echan- geur de chaleur préliminaire peut être utilisé comme refroidisseur préalable, lorsque la température de l'air doit être refroidie mécaniquement. Le dispositif de commande peut transmettre tout l'air évacué circulant dans l'échangeur de chaleur vers l'espace des passagers, le cas échéant, par exemple lors de changements rapides de température de l'air provenant de l'extérieur, ces changements ne pouvant pas être corrigés suffisamment rapidement par des corrections de la température de l'eau qui circule. Une recirculation de l'air d'échappement accélère aussi le chauffage de l'espace des passagers avant le début de la conduite. Une recirculation est préférable pour l'entretien d'une température suffisante lors de l'ouverture de la porte et juste après. Lorsque la porte est ouverte et que le papillon de commande est dans la position de circulation, il est préférable qu'un ventilateur raccordé à l'échangeur de chaleur travaille à pleine capacité, si bien que la circulation d'air est accélérée et l'air froid pénétrant par la porte ouverte peut être rapidement évacué hors de l'espace des passagers, alors que de l'air tiède est introduit à l'intérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux à la lecture de la description qui va, suivre d'exemples de réalisation, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure 1 est une coupe en élévation latérale d'un circuit de chauffage et de conditionnement d'air selon l'invention, placé dans un autocar ; et la figure 2 est un diagramme synoptique d'un circuit électronique de commande du circuit représenté sur la figure 1. Comme représenté sur la figure 1, un canal 1 d'admission d'air est placé à l'extrémité antérieure de l'autocar dans la partie supérieure de la cabine du conducteur, juste au-dessous du toit, et ce canal est disposé dans la direction longitudinale du véhicule, son extrémité antérieure débouchant vers l'avant du véhicule au-dessus du pare-brise et formant un trou 2 d'entrée d'air sous forme d'une embouchure évasée. Un ventilateur et une cellule 3 d'échange de chaleur du type à circulation d'eau sont disposés à l'extrémité arrière du canal 1 d'admission d'air, la cellule chauffant l'air introduit et le transmettant à un canal de distribution placé dans la partie supérieure de l'espace contenant les passagers, dans la direction longitudinale du véhicule. Au-dessous du canal 1 d'entrée d'air, un canal parallèle 4 d'évacuation d'air est disposé avec une première partie qui forme un canal vertical ascendant 11 commençant de préférence par une hotte placée au-dessous de l'espace de logement des passagers. Un échangeur de chaleur préliminaire 5 est placé dans le canal 1 d'entree d'air entre le trou 2 d'entrée d'air et l'échangeur de chaleur 3, et l'air admis circule le long de passages horizontaux par l'échangeur de chaleur préliminaire. Le canal 4 d'évacuation d'air se termine au-dessous de l'échangeur préliminaire 5 et l'air évacué continue vers le haut, le long des passages verticaux de l'échangeur préliminaire 5 et aboutit à l'extérieur du véhicule par passage par un trou 6 d'évacuation formé dans le toit au-dessus de l'échangeur préliminaire 5. L'air tiède évacué circulant dans le préchauffeur 5 réchauffe donc l'air introduit qui circule dans le canal 1 d'admission. Entre l'échangeur préliminaire 5 et l'échangeur de chaleur 3, la paroi du fond du canal 1 d'admission, c'est à-dire la cloison formée entre les canaux 1 et 2 d'admission et d'évacuation, est formée par un papillon 7 de réglage. Ce papillon 7 est articulé au milieu sur un axe 8 disposé transversalement aux canaux. Ainsi, le papillon 7 peut tourner d'une position horizontale parallèle aux canaux 1 et 4 dans laquelle il sépare les canaux l'un de l'autre et transmet l'air introduit dans l'échangeur de chaleur 4 et évacue l'air d'échappement vers l'échangeur préliminaire 5, à une position verticale dans laquelle il transmet l'air évacué à l'échangeur de chaleur 3. Dans cet exemple, le papillon 7 de commande a deux positions de travail.Dans une structure d'un autre type, l'air introduit et l'air évacué peuvent aussi être transmis sous forme mélangée voulue à l'échangeur de chaleur. La commande du papillon 7 est réalisée d'apres une mesure assurée par un indicateur 12 de température, d'une manière décrite dans la suite. Un papillon 10 de mesure est placé à la première extrémité d'un canal 9 de distribution, juste après l'échangeur 3 et le ventilateur (non représenté), et il est placé dans le canal 9 de distribution en position verticale et transversale à la direction d'écoulement. L'extrémité supérieure du papillon 10 de mesure est fixée sous forme articulée de manière que le courant d'air provenant de l'échangeur de chaleur puisse faire tourner le papillon 10 par rapport au plan vertical suivant un angle proportionnel au débit ou à la pression d'air dans le canal 9 de distribution. Cet angle de rotation est mesuré par un indicateur convenable, par exemple un potentiomètre 22 (figure 2) relié à l'extrémité de l'axe du papillon 10 de mesure.Un ensemble 21 de commande représenté sur la figure 2 règle la vitesse de rotation du ventilateur d'après la valeur mesurée sous la commande d'un ensemble convenable 25 de commande de moteur. De cette manière, le débit circulant dans le canal 9 de distribution peut rester pratiquement constant quels que soient les changements de la surpression. La partie inférieure du canal de distribution comporte, à intervalles réguliers, des ouvertures 14 ayant des nervures et l'air est réparti uniformément par ces nervures dans tout l'espace des passagers. Les nervures sont de préférence sous forme de tubes dans lesquels le liquide de refroidissement du moteur circule et chauffe l'air qui circule. A la partie inférieure de l'espace des passagers, des ouvertures correspondantes 15 sont placées à intervalles réguliers et l'air interne peur s'écouler par ces ouvertures vers une hotte 16 puis dans le canal 4 d'évacuation et vers l'extérieur du véhicule. La forte aspiration provoquée par la grande dépression au niveau du trou 6 d'échappement à l'extrémité antérieure du toit assure une circulation efficace de l'air.Le cas échéant, la dépression peut être accrue, au bord antérieur du toit, tpar un carénage placé en avant du trou d'évacuation 6. La cellule 3 d'échange de chaleur peut aussi être d'un type double dans lequel, en plus du fluide de refroidissement du moteur, un fluide de refroidissement de l'air interne à la saison chaude peut circuler. En outre, l'air froid évacué refroidit l'air introduit dans l'échangeur de chaleur préliminaire. La figure 2 est un diagramme synoptique d'un circuit électronique de commande selon l'invention. L'indicateur 12 de température, le potentiomètre 22, l'organe 23 de commande de papillon, la commande 24 du robinet à trois voies et un organe 25 de commande de ventilateur sont reliés à l'unité 21 de commande. L'indicateur de température placé après l'échangeur de chaleur 3, par exemple dans le canal 9 de distribution, crée un signal de mesure. D'après ce signal, l'ensemble de commande 21 règle le papillon 7 et le robinet à trois voies règle la température du liquide de refroidissement du moteur qui circule dans l'échangeur de chaleur 3. Lorsque la température mesurée diminue rapidement par rapport à la valeur de consigne, l'ensemble 21 de commande fait tourner le papillon 7 en position verticale. Simultanément, le robinet à trois voies est commandé de manière que la température du liquide qui circule commence à s'élever. Le papillon 7 de réglage est tourné en position horizontale apres que la période prédéterminée s'est écoulée (retard du réglage de la température du liquide et/ou apres qu'une autre condition a été remplie. Pendant le temps d'ouverture de la porte, l'ensemble il de commande peut assurer la commande du seul papillon 7. Le potentiomètre 22 crée un signal proportionnel à la pression d'air agissant sur le papillon de mesure et, à partir de ce signal, l'ensemble 21 de commande règle de façon continue la vitesse de rotation du ventilateur. Les rectangles représentés sur la figure 2 peuvent être facilement réalisés à l'aide des ensembles et circuits disponibles dans le commerce. Le circuit de commande peut naturellement etre aussi réalisé d'autres manières. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux circuits qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit de chauffage et de conditionnement d'air destiné à un autocar ou analogue, comprenant un canal (1) d'admission d'air ayant un trou (2) d'admission d'air à une première extrémité qui débouche à l'extérieur du véhicule et transmettant l'air à un échangeur de chaleur (3) du type à circulation.d'eau placé dans le véhicule, caractérisé en ce que le circuit comporte en outre un échangeur de chaleur préliminaire (5) placé dans le canal (1) d'admission d'air entre le trou (2) d'admission et l'échangeur de chaleur (3), un canal (4, 11) d'évacuation d'air disposé depuis l'intérieur et passant dans l'échangeur de chaleur préliminaire (5) avant de déboucher à l'extérieur du véhicule, et un dispositif (7) de commande grâce auquel la quantité d'air introduit transmise du canal (1) d'admission d'air à l'échangeur de chaleur (3) peut être limitée afin que des changements rapides de température soient compensés le cas échéant, et grâce auquel de l'air d'échappement, provenant du canal (4) d'échappement d'air peut être transmis à la place. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commande comporte au moins un papillon (8) qui, dans sa position normale, transmet tout l'air d'admission à l'échangeur de chaleur (3) et tout l'air évacué dans l'échangeur préliminaire de chaleur et à l'extérieur, alors que, dans une autre position, il arrête l'air d'admission et permet à l'air d'échappement de s'écouler dans l'échangeur de chaleur (3). 3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de commande comporte en outre un dispositif de commande et de mesure (12, 21, 23) qui commande le papillon (8) d'après la température interne mesurée. 4. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal (4) d'échappement d'air part d'une hotte (16) placée sous l'espace (11) de logement des passagers. 5. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (3) du type à circulation d'eau a une double circuit de canalisations, si bien que l'eau chaude de circulation du moteur circule dans un circuit de canalisations lorsque l'air admis doit être chauffé et un liquide froid circule dans l'autre circuit lorsque l'air admis doit être refroidi. 6. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est raccordé au circuit de refroidissement du moteur par un robinet à trois voies commandé par le dispositif de commande et de mesure. 7. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un indicateur (10, 22) de pression d'air est placé en aval du ventilateur de l'échangeur de chaleur (3) et crée un signal à partir duquel la vitesse de ventilation du ventilateur est réglée. 8. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'indicateur de pression est constitué par un papillon (10) monté sous forme articulée à son extrémité supérieure et sur l'axe duquel est raccordé un potentiomètre (22) qui transmet un signal proportionnel à l'angle de rotation du papillon sous l'action de la pression de l'air. 9. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal (1) d'admission d'air est placé à la partie supérieure de la cabine du conducteur du véhicule, et le trou d'admission d'air débouche au-dessus du pare-brise. 10. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal (4) d'échappement d'air débouche dans la partie antérieure du toit du véhicule.