Brevet FR2766761A1 — publié le 19990205

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ET/OU DE CLIMATISATION L'invention concerne un dispositif de chauffage et/ou de climatisation pour régler la température d'un habitacle de véhicule, de préférence dans un véhicule à moteur, comportant un capotage dans lequel est disposé un échangeur de chaleur assurant le chauffage et est formée une chambre à air, ainsi que des gaines d'air qui sont reliées à des ouvertures de sortie de la chambre à air et conduisent à des ouvertures d'émission situées dans l'habitacle du véhicule, ainsi qu'un chauffage supplémentaire disposé entre l'échangeur de chaleur assurant le chauffage et les ouvertures de sortie. A partir du document US-PS 5 239 163 on connaît, pour un véhicule à moteur, un dispositif de chauffage qui présente un capotage avec un échangeur de chaleur, assurant le chauffage, qui y est disposé ainsi qu'un chauffage électrique disposé derrière. L'échangeur de chaleur assurant le chauffage est parcouru par l'agent refroidisseur du moteur et cède l'énergie thermique de cet agent refroidisseur au flux d'air qui arrive sur l'échangeur de chaleur. Dans la mesure o il faut davantage de chauffage, ou bien dans la phase de démarrage du véhicule, pendant que l'agent de refroidissement du moteur présente une température trop basse pour le chauffage du véhicule, le chauffage électrique est activé de sorte que le flux d'air s'y réchauffe puis passe dans l'habitacle du véhicule par des gaines d'air appropriées. Il est en outre connu d'utiliser des dispositifs de chauffage électrique pour chauffer un flux d'air de désorption. On y fait simplement passer à travers le dispositif de chauffage électrique un flux d'air partiel, à savoir celui qui est nécessaire pour la désorption d'un produit adsorbé, étant précisé que pour répartir ou déterminer la direction des flux d'air correspondants sont prévus des éléments de commande de flux d'air. Un tel dispositif est décrit dans le document DE 43 04 077 A 1. La présente invention a pour but de créer un dispositif de chauffage et/ou de climatisation, du type décrit au début, avec lequel s'accroisse le sentiment de bien-être des occupants du véhicule. On atteint ce but au moyen d'un dispositif de chauffage et/ou de climatisation de chauffage et/ou de climatisation pour régler la température d'un habitacle de véhicule, de préférence dans un véhicule à moteur, comportant un capotage dans lequel est disposé un échangeur de chaleur assurant le chauffage et est formée une chambre à air, ainsi que des gaines d'air qui sont reliées à des ouvertures de sortie de la chambre à air et conduisent à des ouvertures d'émission situées dans l'habitacle du véhicule, ainsi qu'un chauffage supplémentaire disposé entre l'échangeur de chaleur assurant le chauffage et les ouvertures de sortie, caractérisé par le fait que dans le capotage est prévu un bypass qui shunte l'échangeur de chaleur assurant le chauffage et qu'un élément de commande du flux d'air peut obturer, de sorte que la proportion de l'air qui s'écoule respectivement par le bypass et par l'échangeur de chaleur assurant le chauffage est réglable et comportant un autre bypass qui shunte le chauffage supplémentaire et qu'un second élément de commande du flux d'air peut libérer ou obturer. Les avantages essentiels de l'invention doivent se voir dans le fait que ne passe chaque fois, aussi bien à travers l'échangeur de chaleur assurant le chauffage qu'à travers le dispositif de chauffage disposé derrière, que la proportion du flux d'air qui doit s'y réchauffer, de sorte que les dispositifs de chauffage formant la résistance à l'écoulement, à savoir échangeur de chaleur et chauffage supplémentaire, ne reçoivent pas en permanence la totalité du flux d'air. En outre, il est possible d'obtenir dans le capotage un enchevêtrement du profil de température, à savoir au moyen de l'air froid arrivant dans la chambre de mélange d'air par le bypass ainsi que de l'air chaud chauffé dans l'échangeur de chaleur assurant le chauffage et éventuellement encore en outre dans le chauffage supplémentaire. Les pertes de pression sont réduites, étant précisé qu'au moyen des bypass qui peuvent se commander on peut obtenir en outre un profil de température grâce auquel on peut envoyer aux différentes buses d'émission situées dans l'habitacle du véhicule de l'air d'un niveau de température déterminé. La place nécessaire peut se réduire par le fait que le chauffage supplémentaire présente une surface frontale, sur laquelle arrive l'air, sensiblement plus faible que celle de l'échangeur de chaleur assurant le chauffage. Une telle structure concernant la dimension du chauffage supplémentaire est suffisant dans de nombreux cas du fait qu'au moyen du chauffage supplémentaire on doit simplement élever à un niveau de température plus élevé le flux d'air, déjà chauffé dans l'échangeur de chaleur assurant le chauffage. Dans la mesure o l'on dispose d'une place suffisante, on peut réaliser le chauffage supplémentaire avec une surface frontale plus grande correspondante. Ceci conduit à une diminution de pression et offre la possibilité d'une meilleure puissance thermique. Ce sont les dimensions, en coupe, du bypass et du chauffage supplémentaire qui déterminent ensemble la température de l'air et la répartition de l'air, de sorte qu'une pluralité de variantes sont possibles par suite de la conception constructive. Les éléments de commande du flux d'air peuvent être réalisés sous forme de volets pivotants, le nombre des volets à mettre en oeuvre dépendant de la place existante ainsi que du confort concernant le réglage de la température des différents flux d'air. Au lieu de volets pivotants, on peut également prévoir des jalousies, ce qui se recommande en particulier dans le cas des capotages dans lesquels on ne dispose que d'une faible place. La disposition des ouvertures de sortie pour les gaines d'air, reliées chacune au capotage et conduisant aux différentes buses d'émission dans l'habitacle du véhicule est telle que, dans le cas de flux partiels d'air différents dans le capotage ou dans la chambre de mélange d'air, on envoie de préférence des flux d'air d'un niveau de température différent à des ouvertures d'émission différentes. Pour ce motif il est recommandé de disposer l'ouverture de sortie pour l'air émis près des pieds du côté aval du chauffage supplémentaire et près de celui-ci. De cette façon c'est le flux d'air partiel présentant le niveau de température le plus élevé que l'on envoie dans le véhicule, aux buses situées près des pieds. On devrait également amener.de l'air relativement chaud aux buses de dégivrage situées en dessous du pare- brise, le niveau de température pouvant être un peu inférieur à celui de l'air émis près des pieds. L'ouverture de sortie pour l'air de dégivrage est donc disposée derrière l'ouverture de sortie pour l'air émis près des pieds, vu dans le sens de l'écoulement de l'air qui quitte le chauffage supplémentaire. L'ouverture de sortie pour la gaine d'air conduisant aux buses médianes se trouve dans une zone du capotage dans laquelle, le bypass de l'échangeur de chaleur assurant le chauffage étant ouvert, s'écoule de l'air froid qui ne se mélange pas, ou seulement partiellement, à de l'air chaud, de sorte qu'aux buses médianes sort de l'air plus froid qu'aux buses de dégivrage et aux buses situées près des pieds. On explique en détail ci-dessous les exemples de réalisation de l'invention à l'aide du dessin. Sur le dessin: - la figure i est la représentation schématique d'une coupe longitudinale du capotage d'une installation de climatisation d'un véhicule à moteur, - la figure 2 représente un dispositif de chauffage avec des éléments de commande du flux d'air réalisés sous forme de jalousies, - la figure 3 représente un dispositif de climatisation comme variante de réalisation de la figure 2. La figure 1 représente une coupe longitudinale d'un dispositif de climatisation 1 comportant un capotage 2 dans lequel, rapporté au sens L d'écoulement de l'air, est tout d'abord disposé un évaporateur 3. L'évaporateur 3 fait partie d'une installation de réfrigération qui n'est pas représentée sur le dessin. Dans le capotage 2 est en outre disposé un échangeur de chaleur assurant le chauffage 4 qu'en cas de besoin le flux d'air sortant de l'évaporateur 3 peut traverser. Entre l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4 et l'évaporateur 3 se trouve un élément 5 de commande du flux d'air sous forme d'un volet 7 pivotant autour d'un axe de pivotement 6. Selon chaque fois l'angle de pivotement prescrit, ce volet 7 sert à prescrire la proportion du flux d'air qui passe à travers l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4 ou par le bypass 8 qui shunte l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4. La figure 1 représente l'élément 5 de commande du flux d'air dans la position dans laquelle c'est la totalité du flux d'air qui passe par le bypass 8, c'est-à-dire que la proportion de l'air passant à travers l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4 vaut 0%. En tiretés est représentée l'autre position d'extrémité du volet 7 dans laquelle il n'y a pas d'air qui passe par le bypass 8 et la totalité du flux d'air passe à travers l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4. En aval du bypass 8 se trouve dans le capotage 2 une chambre 9 de mélange d'air présentant plusieurs ouvertures de sortie , 11, 12 auxquelles sont reliées les gaines d'air 10', 11', 12'. La gaine d'air 10' conduit aux buses de dégivrage situées en dessous du pare-brise du véhicule à moteur, la gaine d'air 12' conduit aux buses médianes qui sont principalement disposées dans la zone du tableau de bord et la gaine d'air 11' conduit aux buses situées près des pieds. Les flux d'air correspondants sont désignés par le repère LD pour l'air de dégivrage, LF pour l'air émis près des pieds et LM pour l'air émis aux buses médianes. En aval de l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4 est disposé, à une distance déterminée, un chauffage supplémentaire 13 dont la surface frontale qui reçoit l'air est sensiblement inférieure à celle de l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4. Immédiatement, en avant du chauffage supplémentaire 13 se trouve un élément 14 de commande du flux d'air sous forme d'un volet 16 qui peut pivoter autour d'un axe de pivotement 15 et qui, dans la position représentée, recouvre complètement le chauffage supplémentaire 13. Dans l'autre position d'extrémité, représentée en tireté, le volet 16 s'appuie contre la paroi du capotage 2 et libère donc complètement le passage d'air à travers le chauffage supplémentaire 13. A côté du chauffage supplémentaire est formé un bypass 18 qu'un élément 19 de commande flux d'air, sous forme d'un volet 21 pouvant pivoter autour d'un axe de pivotement 20, peut obturer ou libérer. Sur la figure 1, le voyant 21 est représenté dans la position obturant complètement le bypass 18, l'autre position d'extrémité est indiquée par un tireté. Lorsque les éléments 5, 14 et 19 de commande de flux d'air prennent la position indiquée sur la figure 1, le flux d'air amené L se refroidit dans l'évaporateur 3 et, en aval, passe entièrement par le bypass 8 pour venir dans la chambre de mélange 9. Du fait qu'aucune portion du flux d'air ne passe à travers l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4, ce sont exclusivement des flux d'air froid qui passent par les gaines d'air ', 11', 12'. Dans la mesure o il faut élever le niveau de température pour l'air de dégivrage LD, pour l'air émis près des pieds LF ou pour l'air émis aux buses médianes LM, on fait passer l'élément 4 de commande du flux d'air dans une autre position et ceci en faisant pivoter le volet 7 autour de l'axe de pivotement 6, un pivotement continu étant aussi bien possible qu'un réglage se faisant par pas d'un angle de pivotement donné. De ce fait une certaine proportion du flux d'air total L passe à travers l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4 et s'y réchauffe. En manoeuvrant l'élément 5 de commande du flux d'air on déplace également l'élément 19 de commande du flux d'air de sorte que le bypass 18 est libéré. De cette façon, l'air réchauffé dans l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4 parvient dans la chambre de mélange d'air 9 o il se mélange avec la portion de l'air froid qui est parvenue dans la chambre de mélange d'air 9 par le bypass 8. Du fait que le flux d'air chaud et le flux d'air froid présentent des débits massiques et des vecteurs de vitesse différents résulte un enchevêtrement du profil de température de sorte qu'aux ouvertures de sortie 10, 11 il y a un niveau de température un peu plus élevé qu'à l'ouverture de sortie 12. De cette façon, on peut amener près des pieds ou aux buses de dégivrage de l'air plus chaud que celui émis aux buses médianes situées sur le tableau de bord. Dans la mesure o, à basse température extérieure, il faut envoyer de l'air chaud à toutes les buses de sortie situées dans l'habitacle, le volet 7 de l'élément 5 de commande du fluide d'air prend la position représentée en tireté sur la figure 1. De ce fait, le bypass 8 est entièrement obturé et c'est la totalité du flux d'air L, non refroidi dans ce cas dans l'évaporateur 3 par suite de l'inactivation du circuit de refroidissement, qui arrive sur l'échangeur de chaleur assurant lc chauffage 4. C'est donc exclusivement de l'air chaud qui arrive dans la chambre de mélange d'air 9 et c'est de l'air chaud qui est envoyé dans l'habitacle du véhicule par les trois ouvertures de sortie 10, 11, 12. Dans la mesure o la puissance thermique de l'échangeur de chaleur 4 assurant le chauffage ne suffit pas pour amener aux buses situées près des pieds et/ou aux buses de dégivrage de l'air au niveau de température nécessaire, par exemple pour enlever la glace du pare-brise, en faisant pivoter le volet 16 autour de l'axe de pivotement 15 on libère le passage du flux d'air à travers le chauffage supplémentaire 13. Dans le chauffage supplémentaire 13, qui est de préférence un chauffage électrique comportant plusieurs éléments à coefficient de température positif, le flux d'air sortant de l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4 est amené à un niveau de température plus élevé, étant précisé que, du fait de la position des ouvertures de sortie 10 et 11 ce sont des flux d'air d'un niveau de température plus élevé qui sortent par les gaines d'air 10', 11' que par la gaine d'air 12' dans laquelle la température de l'air est de quelques degrés K plus basse que dans les gaines d'air 10', 1 1'. En plaçant l'élément 19 de commande du flux d'air dans la position représentée en tireté et en ouvrant simultanément le passage à travers le chauffage supplémentaire 13 on peut obtenir que le flux d'air amené, dans le chauffage électrique supplémentaire 13, à un niveau de température plus élevé, passe principalement dans la gaine d'air 1 1' par l'ouverture de sortie 11, de sorte que l'air LF émis près des pieds est de quelques degrés K plus chaud que l'air de dégivrage LD qui arrive aux buses de dégivrage par la gaine d'air 10'. La figure 2 représente la coupe d'un dispositif de chauffage 25 qui comporte un capotage 26 avec une gaine d'air frais 27 et des ouvertures de sortie 10, 11 et 12. Les ouvertures de sortie 10, 11 et 12 correspondent à celles de la figure 1 et ont donc une configuration semblable et une position semblable dans la chambre de mélange d'air 9. De même la disposition de l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4 et du chauffage supplémentaire 13 correspondent sensiblement à celle décrite déjà pour la figure 1. Au contraire de la figure 1, l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 4 et le bypass 8 possèdent chacun, dans l'exemple de réalisation de la figure 2, des éléments 5 et 17 de commande du flux d'air distincts, l'élément 17 de commande du flux d'air s'étendant transversalement sur toute la largeur du bypass 8. De même que dans la forme de réalisation déjà décrite précédemment, les éléments 14 et 18 de commande du flux d'air servent à la commande respective du passage de l'air à travers le chauffage supplémentaire 13 ou par le bypass 18. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, tous les éléments , 14, 17 et 19 de commande du flux d'air sont conçus sous forme de jalousies 31, 32, 33 et 34 constituées de plusieurs lamelles différentes, qui peuvent prendre un mouvement simultané. La disposition de ces jalousies présente l'avantage qu'il ne faut pas de place pour la zone de pivotement des volets. Le mode de fonctionnement de l'exemple de réalisation de la figure 2 correspond à celui de la figure 1 de sorte que l'on renonce à la description qui le concerne. La figure 3 représente une variante de réalisation de la figure 2 qui ne s'en distingue pas seulement par la disposition de l'évaporateur 3 à l'entrée d'air d'un capotage 28 mais surtout par la position et/ou les rapports de dimension d'un échangeur de chaleur assurant le chauffage 29 et d'un chauffage supplémentaire 30 ainsi que des bypass 8 et 18. Comme on le voit sur la figure 3, un échangeur de chaleur assurant le chauffage 29 et un chauffage supplémentaire 30 sont réalisés de façon que leur surface frontale sur laquelle arrive l'air soit de dimension à peu près identique. Les jalousies 33 et 34 font entre elles un certain angle, ce qui résulte de la position du chauffage supplémentaire 30. En outre, sur la figure 3, le bypass 8, qui shunte l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 29 est, en coupe, sensiblement plus grand que sur les figures précédemment décrites. Dans la chambre 9 de mélange d'air placées en aval du bypass 8 et de l'échangeur de chaleur assurant le chauffage 29 ou du chauffage supplémentaire 30 sont à nouveau prévues les ouvertures de sortie 10, 11, 12 pour les gaines d'air 10', 11i', 12' disposées de façon correspondante. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage et/ou de climatisation pour régler la température d'un habitacle de véhicule, de préférence dans un véhicule à moteur, comportant un capotage (2, 26, 28) dans lequel est disposé un échangeur de chaleur (4, 29) assurant le chauffage et est formée une chambre à air (9), ainsi que des gaines d'air (10', 11', 12') qui sont reliées à des ouvertures de sortie de la chambre à air (9) et conduisent à des ouvertures d'émission situées dans l'habitacle du véhicule, ainsi qu'un chauffage supplémentaire (13, 30) disposé entre l'échangeur de chaleur (4, 29) assurant le chauffage et les ouvertures de sortie (10, 11, 12), caractérisé par le fait que dans le capotage (2, 26, 28) est prévu un bypass (8) qui shunte l'échangeur de chaleur (4, 29) assurant le chauffage et qu'un élément de commande (5, 17) du flux d'air peut obturer, de sorte que la proportion de l'air qui s'écoule respectivement par le bypass (8) et par l'échangeur de chaleur assurant le chauffage est réglable et comportant un autre bypass (18) qui shunte le chauffage supplémentaire (13, 30) et qu'un second élément de commande (19) du flux d'air peut libérer ou obturer. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le chauffage supplémentaire (13) présente une surface frontale, sur laquelle arrive l'air, sensiblement plus faible que celle de l'échangeur de chaleur (4) assurant le chauffage. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que sur le chemin du flux d'air, en avant de l'échangeur de chaleur (4, 29) assurant le chauffage et en avant du bypass correspondant (8) sont chaque fois prévus des éléments de commande (5, 17) du flux d'air distincts. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que sur le chemin du flux d'air, en avant du chauffage supplémentaire (13, 30) et du bypass correspondant (8) sont chaque fois prévus des éléments de commande (14, 19) du flux d'air distincts. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les éléments de commande (5, 19) du flux d'air sont réalisés sous forme de volets pivotants (7, 21). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les éléments de commande (5, 14, 17, 19) du flux d'air sont réalisés sous forme de jalousies (31, 32, 33, 34). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le chauffage supplémentaire (13, 30) est un dispositif de chauffage électrique comportant de préférence plusieurs éléments à coefficient de température positif. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'en aval de l'échangeur de chaleur (4, 29) assurant le chauffage et du bypass (8, 18) est formée une chambre (9) de mélange d'air dans laquelle, après réglage des éléments de commande (5, 14, 17, 19) du flux d'air arrivent trois flux d'air à température différente et que dans cette chambre (9) de mélange d'air sont disposées les ouvertures de sortie (10, 11, 12). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que dans le capotage (2, 26, 28) sont prévues une ouverture de sortie (12) pour une gaine d'air (12') conduisant aux buses médianes, une ouverture de sortie (10) pour une gaine d'air (10') conduisant aux buses de dégivrage et une ouverture de sortie (11) pour une gaine d'air (11) conduisant aux buses situées près des pieds. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que l'ouverture de sortie (11) pour l'air (LF) émis près des pieds est disposée près de la sortie du chauffage supplémentaire (13, 30). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que l'ouverture de sortie (10) pour l'air de dégivrage (LD) est disposée derrière l'ouverture de sortie (11) de l'air émis près des pieds, vu dans le sens du flux d'air qui quitte le chauffage supplémentaire (13, 30).