Brevet FR2724345A1 — publié le 19960315

DESCRIPTION La présente invention concerne un système de refroidissement ou de climatisation destiné particulièrement aux véhicules automobiles; le refroidissement est obtenu exclusivement par l'évaporation passive d'un liquide. Les systèmes de climatisation (pour véhicules en particulier) font appel à un groupe compresseur et à un détendeur; mais leur installation sur un véhicule non équipé de série nécessite une intervention majeure, et dont le coût est limitatif. De plus, ces climatiseurs sont consommateurs d'énergie, et ne peuvent être montés que sur des véhicules de puissance importante. Le système de climatisation selon l'invention est un dispositif simple, peu couteux et non consommateur d'énergie; il peut être entièrement autonome et amovible. Son principe est basé sur la dissipation de calories sous l'effet de l'évaporation d'un liquide. I1 est constitué de trois parties principales: - un évaporateur: il s'agit d'un matériau destiné à fournir un interface entre le liquide à évaporer (eau), et le milieu d'évaporation: l'air ambiant. L'évaporation, régie par les lois de la physique (gradient de température, hygrométrie et flux de l'air ambiant) permet le refroidissement (540 Cal /g d'eau évaporé). L'évaporateur doit être microporeux, souple et de grande surface; le matériau le mieux adapté est une toile tissée, en fibre naturelle ou artificielle (Goretex(R)'), - un réservoir d'eau: il peut être indépendant de l'évaporateur, l'alimentation en eau se faisant par capillarité ou par une pompe; il peut également utiliser directement le matériau évaporateur comme enveloppe. La seule intervention nécessaire à la maintenance du dispositif est le remplissage du réservoir lorsque celui-ci est vide. L'autonomie est fonction de la vitesse du véhicule et des conditions météorologiques, une capacité de 10 litres apparait suffisante. L'utilisation d'eau froide permet une efficacité immédiate du système. - un échangeur thermique: il a pour but de transmettre le refroidissement obtenu vers l'habitacle. L'échangeur thermique le plus simple est représenté par le toit du véhicule, sur lequel est directement posé l'évaporateur. Mais il faut alors enlever la garniture située dans l'habitacle, qui est un isolant thermique. L'échangeur peut aussi faire appel à des tubes conducteurs thermiques (aluminium par exemple) situés longitudinalement sous l'évaporateur, et présentant une large surface d'échange avec ce dernier. La circulation de l'air dans les tubes est assurée par le déplacement du véhicule. L'air se refroidit au contact des tubes, puis est collecté vers l'habitacle par une "manche à air" souple. Dans cette configuration, le système n'est donc pas efficace à l'arrêt du véhicule. Le radiateur de chauffage de l'habitacle du véhicule peut également être utilisé comme échangeur thermique: le réservoir d'eau froide y est raccordé par deux tuyaux souples, l'eau y circule grâce à une pompe (à rajouter). Cette version permet d'utiliser le circuit de ventilation qui équipe le véhicule, et un thermostat commandant la pompe peut être ajouté pour réguler la température de l'habitacle. En saison froide, le réservoir d'eau est déconnecté et retiré, la pompe est laissée en place, le radiateur est raccordé au circuit d'eau chaude. La version la plus simple est illustrée figure 1: l'évaporateur est constitué d'une toile 1, alimentée en eau par capillarité à partir de deux réservoirs (2). Un tuyau souple (t) fait communiquer ces deux réservoirs et permet, grace à un robinet, leur remplissage ou leur vidange. La toile évaporatrice est posée directement sur le toit (T) du véhicule, qui fait office d'échangeur thermique (la garniture recouvrant interieurement le toit doit être enlevée car elle est thermiquement isolante). Des sangles assurent le maintien de la toile, et l'ensemble est fixé grâce à des barres de toit (BT). Afin d'éviter le réchauffement de l'évaporateur par rayonnement solaire direct, un écran (E) peut être disposée quelques centimètres au dessus de l'ensemble. Le dispositif de refroidissement selon cette version peut équiper également une véranda ou un camion frigorifique, au prix de l'adjonction d'un ventilateur. Une autre version est illustrée par la figure 2. La toile évaporatrice 1 est ici disposée autour de tubes (3) conducteurs thermiques (aluminium), ce qui procure une grande surface d'évaporation. L'alimentation en eau est assurée par un réservoir (2), une pompe P. commandée par un capteur d'humidité (CH), et un tuyau perforé t. L'air refroidi à l'intérieur des tubes est collecté par une manche à air souple 4 vers l'habitacle. La buse 5 s'adapte à une ouverture du véhicule: fenêtres ou toit ouvrant. L'ensemble du dispositif se fixe sur ou sous des barres de toit (BT) adaptées au véhicule. Une troisième version est illustrée par la figure 3. Le réservoir d'eau (2) est réalisé en toile microporeuse (1), qui assure l'évaporation. Des tubes (3) le rigidifient et créent des cloisonnements internes pour une répartition plus homogène de l'eau. Ce réservoir est raccordé au radiateur R de chauffage de l'habitacle par deux tuyaux souples t et deux vannes v qui permettent de connecter soit le circuit d'eau chaude en hiver, soit le réservoir d'eau froide en été. La circulation d'eau froide est assurée par une pompe P. L'air se refroidit à travers le radiateur R et gagne l'habitacle par le circuit d'aération du véhicule. Le ventilateur Ve qui équipe le circuit d'aération permet de refroidir l'habitacle même lorsque le véhicule est à l'arrêt. Un thermocontact Tc peut être place dans ce circuit d'air pour commander la pompe P et réguler ainsi la température de l'habitacle. Le dispositif selon l'invention permet d'équiper simplement et à moindre frais tout véhicule automobile d'un système de climatisation efficace, autonome et non consommateur d'énergie. L'équipement de véhicules frigorifiques ou de vérandas peut aussi être envisagé, grace à l'adjonction d'un ventilateur. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de refroidissement de l'habitacle des véhicules automobiles caractérisé par un évaporateur 1 (toile microporeuse) irrigué par un liquide (eau), un réservoir 2 destiné à alimenter l'évaporateur, et un échangeur thermique qui assure le transfert du refroidissement à l'habitacle du véhicule. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'évaporateur 1 constitue les parois du réservoir Z. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'échangeur thermique est representé par le toit du véhicule, sur lequel est directement posé l'évaporateur. 4 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'échangeur thermique est réalisé par des tubes 3 en matériau conducteur thermique, collés longitudinale ment sous l'évaporateur et dans lesquels circule l'air ambiant grace au déplacement du véhicule. L'air refroidi au contact des tubes 3 est canalisé vers l'habitacle par des manches à air 4 et des buses 5 adaptées à une ouverture du véhicule (fenêtres, toit ouvrant...) 5 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'échangeur thermique est représenté par le radiateur R de chauffage de l'habitacle du véhicule sur lequel le réservoir est raccordé en parallèle par deux tuyaux souples t et deux vannes v. La circulation de l'eau est assurée par une pompe P, commandée par un thermocontact Tc. L'air refroidi au contact du radiateur R emprunte le système de ventilation Ve du véhicule.