Brevet FR2766427A1 — publié le 19990129

AGENCEMENT DE MOYENS DE CLIMATISATION D'UN VEHICULE DE GRANDES DIMENSIONS, NOTAMMENT D'UN AUTOBUS OU D'UN AUTOCAR La présente invention concerne un agencement particulier de moyens de climatisation en vue d'obtenir une homogénéité des températures entre les différentes zones d'un volume important comme la cellule d'un véhicule de transport en commun tel qu'un autobus ou un autocar. Pour la suite de la description, on emploiera "autobus" indifféremment pour désigner un autobus ou un autocar ou tout autre véhicule de ce type. On cherche de plus en plus à améliorer le confort des passagers des autobus et, plus particulièrement dans les pays ou régions chaudes, la climatisation est nécessaire. Les différents problèmes des autobus sont notamment que - la cellule est soumise à des circulations d'air intérieur/extérieur durant les ouvertures ou fermeture des portes, et - les parois latérales, frontale et arrière sont vitrées sur une grande surface, ce qui crée des déperditions importantes de froid et des pénétrations importantes du rayonnement solaire. De ce fait, il est difficile de faire régner une bonne homogénéité des températures dans ladite cellule. Les écarts peuvent être importants d'une zone à l'autre surtout lorsque l'on sait aussi que la répartition et la densité des passagers varient aussi en fonction du type de place, assise ou debout. On sait que les moyens de climatisation comprennent un compresseur logé dans le compartiment moteur puisqu'il est entraîné mécaniquement par le moteur à explosion de l'autobus. Dans certains cas le compresseur comprend deux unités en fonction des besoins et/ou pour alimenter des zones différentes mais ceci n'est qu'un mode de réalisation particulier et pour la suite de la description, on appelle compresseur cet ensemble de compression du fluide frigorigène. La liquéfaction du fluide frigorigène est obtenue dans un condenseur à simple ou double circuit qui refroidit le gaz haute pression chaud sorti du compresseur. Ce gaz frigorigène liquéfié, sous haute pression, est accumulé dans des réservoirs tampons et filtré pour supprimer toute trace d'eau notamment. Ce condenseur est disposé dans une zone extérieure à la cellule, en toiture ou dans le châssis par exemple, pour permettre l'évacuation de l'air chaud. II est ensuite prévu des évaporateurs dont la fonction est de détendre le liquide haute pression pour le ramener sous forme de gaz à basse pression à travers les tubes de batteries d'échangeurs, les frigories engendrées par la détente étant absorbées par l'air qui est mis en circulation forcée à travers l'échangeur grâce à des motoventilateurs pilotés. Dans des agencements connus de l'art antérieur, les échangeurs sont disposés en quinconce, dans les angles opposés que fait le toit avec chacune des parois latérales. Ceci laisse des zones particulièrement mal climatisées et les écarts de température sont importants. De plus, on note un phénomène de bouclage dans les flux d'air au niveau de chaque échangeur. Les motoventilateurs d'un échangeur qui font circuler l'air ambiant à travers les tubes de l'échangeur ont tendance aussi à aspirer une partie du flux de l'air refroidi car la distance entre les prises d'air et les bouches de rejet est réduite. Une autre disposition prévoit la mise en place de l'évaporateur sur le toit avec une diffusion en partie centrale, le long du couloir central, généralement prévu dans les cellules d'autobus. Outre le fait que cette disposition est inesthétique, I'efficacité est médiocre car les zones latérales fortement sollicitées par le rayonnement solaire sont éloignées de l'émission d'air refroidi. Dans ce cas, le phénomène de bouclage est encore plus important car l'aspiration est faite aussi en partie centrale. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients précités et de proposer un agencement qui conduit à une homogénéité tout à fait satisfaisante, qui utilise les mêmes moyens de production de froid, qui supprime grandement les effets de bouclage, qui est aisé à mettre en oeuvre et qui est d'un caractère esthétique certain puisque tous les éléments situés dans la cellule sont intégrés, sans faire saillie dans la cellule. A cet effet, selon l'invention, I'agencement de moyens de climatisation d'une cellule d'un véhicule tel qu'un autobus, ces moyens étant reliés par des conduites adaptées et comprenant au moins un compresseur généralement disposé dans le compartiment moteur, un condenseur de préférence disposé sous le toit et au moins un évaporateur avec au moins des moyens de circulation forcée de l'air, se caractérise en ce que chaque évaporateur est disposé en voussoir dans ladite cellule et comprend au moins un point de Idiffusion décalé, relié aux moyens de circulation forcée par une conduite souple. Selon un agencement particulier de l'invention, la conduite souple est du type "boa", en matière plastique. Chaque évaporateur comprend de plus au moins un point de diffusion directe. Selon une autre caractéristique, les points de diffusion directe sont de type gros débit dans les zones chaudes comme les zones palières, les platesformes et les zones avant et arrière et de type à débit réglable dans les autres zones. Préférentiellement, les moyens de circulation forcée comprennent des turbines à sortie tangentielle. L'invention est maintenant décrite selon un mode de réalisation particulier, non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels, les différentes figures représentent: - figure i, une vue schématique des éléments de l'agencement selon l'invention, - figure 2, une vue de l'agencement des évaporateurs et des diffuseurs dans une cellule d'autobus, - figure 3, une vue schématique de l'implantation des diffuseurs rattachés à chacun des évaporateurs, - figure 4, une vue de détail des diffuseurs rattachés à un même évaporateur, et - figure 5, une vue des descentes d'eau de dégivrage des évaporateurs. Sur la figure 1, on a représenté le schéma d'une installation comprenant un compresseur 10 entraîné mécaniquement par le moteur 1 2 de i'autobus. Le gaz frigorigène est comprimé sous haute pression avec une élévation simultanée de la température et conduit par la canalisation 1 4 vers le condenseur 16. Le condenseur 1 6 comprend une batterie de ventilateurs qui, par refroidissement, amène le gaz de l'état gazeux sous haute pression à l'état liquide sous haute pression. Ce gaz est ensuite déshydraté dans une cartouche 18, de façon connue, avant d'être stocké temporairement dans des réservoirs tampons 20, sous forme liquide haute pression. Suivant les commandes d'une électronique 21 de pilotage et grâce à des vannes 22, en fonction des paramètres de l'installation, ce gaz liquide sous pression est délivré à travers le réseau 23 à des évaporateurs 24 muni chacun de moyens 26 de détente en sorte de profiter de cette détente du gaz et du changement de phase pour générer des frigories. Le fluide frigorigène, à l'état gazeux et sous basse pression, est ramené vers le compresseur par une canalisation 28. Ces frigories sont transférées à une masse d'air à refroidir par des tubes échangeurs à ailettes non représentés mais bien connus de l'homme de l'art. Cette masse d'air est généralement en circulation forcée à travers les tubes échangeurs des évaporateurs. En se reportant à la figure 2, on appréhende mieux encore la disposition des éléments énumérés à partir de la figure 1, une fois installés dans une cellule d'autobus. Le compresseur est logé dans le compartiment moteur 30 tandis que le condenseur est rapporté sous le toit 32. Les évaporateurs 24, quant à eux, sont logés dans les voussoirs 25 de la cellule, c'est à dire dans les angles que font les parois latérales de la cellule avec le toit, les évaporateurs pouvant alors être dissimulés de façon aisée par des panneaux. L'invention propose de disposer ces évaporateurs en voussoir 25 mais aussi de prévoir des points 34 de diffusion, multiples et répartis en fonction des zones traitées. C'est ainsi que sur la figure 3, on a repris les évaporateurs de la figure 2 mais en adjoignant les points de diffusion. Les évaporateurs sont équipés, dans le mode de réalisation particulier selon l'invention, de ventilateurs à turbines tangentielles. Pour donner un exemple, chaque turbine génère un débit de 250 m3/h et chaque évaporateur comprend trois groupes avec deux turbines chacun, soit six sorties. En fonction des besoins, les sorties sont de type à gros débit ou de type à fente, éventuellement à débit réglable. Sur la figure 3, les évaporateurs sont référencés 1, 2, 3 et 4 et les sorties sont référencées ê à f. Sur l'avant du véhicule, les sorties a1, b1, a2 et b2 sont des sorties à gros débit car d'une part il est prévu une ouverture l avec porte, à droite, pour les passagers donc un apport d'air extérieur chaud régulier à l'encontre duquel il convient de lutter en créant une barrière froide et d'autre part on se trouve à l'avant du véhicule qui comprend un panneau vitré supplémentaire de grande surface, le pare-brise, qui vient augmenter la pénétration des calories. On note que les évaporateurs correspondants sont éloignés de ces sorties gros débit, ce qui limite considérablement les phénomènes de bouclage. Seules les sorties cî et e2 sont soumises à un tel phénomène mais il faut néanmoins prévoir une source de frigories pour la zone située sous chaque évaporateur. Ce phénomène de bouclage est quand même limité par le fait que l'air aspiré l'est en partie supérieure de l'évaporateur au sein du voussoir, ce qui limite les recirculations par des barrières physiques constituées par les compartiments dudit voussoir eux-mêmes. Les sorties Ad et e1, comme ç2, d2 et t2 travaillent dans des conditions idéales puisque l'air froid descend le long des surfaces vitrées latérales, ce qui crée une barrière froide permettant de maintenir un noyau central dans la cellule, isolé de l'extérieur, facile à maintenir en température sensiblement constante. Or c'est dans ce noyau que se situe la majorité de passagers. On note que fl et a3 sont des sorties gros débit sans phénomène de bouclage, disposées au-dessus de la porte il, zone de fort échange ainsi que cela a été vu. Les sorties b3 et b4 sont identiques aux sorties A et e2. Les sorties a4, c4, c14 et e4 sont des sorties à fentes telles que dl. II convient de prendre en compte l'agencement en partie arrière qui comprend deux sorties gros débit d3 et e3 justifiées par la porte 111, et une autre sortie gros débit f3 justifiée par la surface vitrée supplémentaire due à la face arrière vitrée. La sortie 9: est la sortie symétrique de 3 pour le côté gauche. On note que l'intégration dans les voussoirs est un avantage certain car il permet une bonne répartition des évaporateurs dans des endroits difficilement aménageables et généralement perdus, qui correspondent aux zones adaptées à une bonne répartition, à savoir sur le côté droit, entre les portes, et tout le long du côté gauche, sans porte. De facon préférentielle, les liaisons d'adduction d'air froid entre les évaporateurs et les sorties sont réalisées par des "boas" 36, c'est à dire des tubes annelés flexibles qui autorisent un cheminement à circonvolutions en fonction des encombrements des voussoirs. Ces tubes sont réalisés en matière plastique, ce qui évite la condensation de l'humidité ambiante sur la surface extérieure. Par contre, il faut prévoir l'évacuation de l'eau condensée sous forme de glace sur les ailettes des tubes échangeurs. Un schéma, figure 5, montre les doubles sorties par évaporateur, vers l'extérieur, par simple gravité puisque les évaporateurs sont en point haut. On note aussi comme autre avantage de la présente invention, que l'air froid est généré en partie haute et a une tendance naturelle à descendre, ce qui assure une convection de l'air dans la cellule. On constate aussi que la répartition des évaporateurs dans les zones adéquates conduit à des longueurs de boas relativement faibles, ce qui évite aussi les déperditions tout en maintenant les voussoirs refroidis, ce qui est une barrière supplémentaire dans une zone proche du toit et soumise à un fort apport de calories qu'il convient de limiter. Cet agencement est particulièrement avantageux tant du point de vue des facilités d'intégration et de l'esthétique qui en résultent que de la qualité de la répartition des frigories, ce qui homogénéise parfaitement la température dans la cellule. Dans certaines cellules, les portes sont limitées en nombre mais certaines zones à plus grande densité mériteront des sorties à gros débits, comme les plates-formes où les passagers sont debout. L'homme de l'art a l'obligation d'ajuster les débits en fonction des dimensions de la cellule ou d'autres paramètres comme la qualité de l'isolation des parois ou de la surface vitrée. REVENDICATIONS 1. Agencement de moyens de climatisation d'une cellule d'un véhicule tel qu'un autobus, ces moyens étant reliés entre eux par des conduites (14, 28) adaptées et comprenant au moins un compresseur (10) généralement disposé dans le compartiment (30) moteur, un condenseur (16), de préférence disposé sous le toit (32) et au moins un évaporateur (24) avec au moins des moyens de circulation forcée de l'air, caractérisé en ce que chaque évaporateur (24) est disposé en voussoir (25) dans ladite cellule et comprend au moins un point (34) de diffusion décalé, relié aux moyens de circulation forcée par une conduite (36) souple. 2. Agencement de moyens de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite (36) souple est du type boa, en matière plastique. 3. Agencement de moyens de climatisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque évaporateur (24) comprend au moins un point (34) de diffusion directe. 4. Agencement de moyens de climatisation selon la revendication 1,2 ou 3, caractérisé en ce que les points (34) de diffusion directe sont de type gros débit dans les zones chaudes comme les zones palières (I, Il, III), les plates-formes et les zones avant et arrière et à débit réglable dans les autres zones. 5. Agencement de moyens de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de circulation forcée comprennent des turbines à sortie tangentielle.