Brevet FR2777226A1 — publié le 19991015

L'invention concerne une installation de chauffage ou de climatisation pour aérer l'habitacle d'un véhicule, comprenant une boite de climatiseur contenant un échangeur de chaleur, pouvant être traversé d'air, et dans laquelle est formée au moins une chambre de mélange d'air qui présente une ouverture d'entrée d'air pour l'air chaud traversant l'échangeur de chaleur (ouverture d'entrée d'air chaud), une ouverture d'entrée d'air pour l'air froid contournant l'échangeur de chaleur (ouverture d'entrée d'air froid), ainsi que des ouvertures de sortie pour l'air mélangé, dont au moins une ouverture de sortie pour aérér l'espace des pieds et/ou l'arrière de l'habitacle est disposée en bas et au moins une ouverture de sortie pour aérer le plan médian et/ou la zone de tête de l'habitacle est disposée en haut dans la chambre de mélange d'air, et comportant des obturateurs commandant les sections de passage des ouvertures d'entrée. Dans un système de chauffage ou de climatisation connu de ce type (brevet des E.U.A. 5 016 704), applicable notamment dans les voitures de tourisme, l'obturateur pour commander l'ouverture d'entrée d'air froid est réalisé comme un volet d'air pivotant qui, dans l'une de ses positions de fin de course de pivotement, recouvre complètement cette ouverture et, dans son autre position de fin de course de pivotement, recouvre complètement la face d'entrée d'air de l'échangeur de chaleur en dégageant simultanément l'ouverture d'entrée d'air froid. Par une position appropriée en pivotement du volet d'air, les flux d'air chaud et d'air froid entrant dans la chambre de mélange peuvent être réglés de manière que l'air mélangé dans la chambre de répartition présente la température désirée. Cet air est réparti par les différentes ouvertures de sortie d'air mélangé sur l'espace des pieds, le plan médian et la zone de tête de l'habitacle, les débits d'air pour les différentes zones pouvant être dosés au moyen de volets de réglage coordonnés aux ouvertures de sortie d'air mélangé. Toutes les zones de l'habitacle reçoivent dans ce cas un air tempéré uniformément. Pour le bien-être de l'occupant, il est avantageux de maintenir la température de l'air tempéré pénétrant dans le plan médian et dans la zone de tête à une valeur plus basse que la température de l'air pénétrant dans l'espace des pieds. Afin d'y parvenir, il a déjà été proposé, s'agissant d'une installation de chauffage ou de climatisation (selon la demande de brevet allemand antérieure 198 04 287. 6, non soumise à l'Inspection Publique), de prévoir un conduit d'air froid supplémentaire, qui débouche dans un conduit d'air partant de l'ouverture de sortie d'air mélangé pour le plan médian et pouvant être commandé au moyen d'un volet d'air. En ouvrant ou en fermant de manière appropriée ce volet, on peut ajouter plus ou moins d'air froid à l'air mélangé sortant de la chambre de mélange et abaisser ainsi plus ou moins fortement la température de l'air entrant à mi-hauteur ou dans le plan médian, par rapport à la température de l'air entrant dans l'espace des pieds des occupants. L'invention vise, dans une installation de chauffage ou de climatisation du type indiqué au début, à réduire la température de l'air entrant à mi-hauteur et/ou dans la zone de tête de l'habitacle par rapport à l'air entrant dans l'espace des pieds par des moyens techniques demandant une faible dépense, et à abaisser ainsi les coûts de fabrication de l'installation. Conformément à l'invention, partant d'une installation de chauffage ou de climatisation du type générique spécifié au début, on obtient ce résultat par le fait que l'ouverture d'entrée d'air froid s'étend à la fois sur la région d'ouverture de sortie supérieure et sur la région de l'ouverture de sortie inférieure de l'air mélangé, que l'obturateur pour l'ouverture d'entrée d'air froid est réalisé en deux parties, de manière qu'une partie obturatrice supérieure puisse recouvrir complètement la zone supérieure et qu'une partie obturatrice inférieure puisse recouvrir complètement la zone inférieure de l'ouverture d'entrée d'air froid, et que les deux parties obturatrices sont commandées de manière que la partie obturatrice inférieure recouvre, en toute position de l'obturateur, une plus grande section de passage de l'ouverture d'entrée d'air froid que la partie obturatrice supérieure. L'installation de chauffage ou de climatisation selon l'invention a l'avantage que par la division de l'obturateur de l'ouverture d'entrée d'air froid de la chambre de mélange et par la commande des parties de cet obturateur, de manière que la partie obturatrice inférieure recouvre toujours une plus grande section de passage de l'ouverture d'entrée d'air froid que la partie obturatrice supérieure, il entre toujours moins d'air froid dans la partie inférieure de la chambre de mélange, dans laquelle est disposée l'ouverture de sortie pour l'espace des pieds, que dans la partie supérieure de la chambre de mélange, dans laquelle est disposée l'ouverture de sortie pour le plan médian et/ou la zone de tête. Dans la chambre de mélange, s'établit ainsi une stratification de la température, avec un gradient de température allant du plus chaud pour l'ouverture de sortie d'air coordonnée à l'espace des pieds jusqu'au plus froid pour l'ouverture de sortie coordonnée au plan médian et/ou la zone de tête, de sorte que le plan médian et/ou la zone de tête est toujours alimenté, directement à partir de la chambre de mélange, en air tempéré de plus basse température que l'espace des pieds. Des dispositifs supplémentaires, tels qu'un conduit d'air froid avec un volet de commande, peuvent ainsi être omis et la suppression de ces composants diminue les coûts de fabrication. Selon des modes de réalisation avantageux de l'invention, les deux parties obturatrices peuvent chacune être mue par un élément de réglage séparé ou être mutuellement synchronisées ou couplées mécaniquement de façon fixe. Dans le premier cas, la stratification de la température dans la chambre de mélange est réglable individuellement; dans le second cas, la stratification de l'air est préfixée par la conception du système. Des modes de réalisation avantageux de l'installation de chauffage ou de climatisation selon l'invention, de même que des développements opportuns de l'invention, ressortent de ce qui va suivre. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, une cloison divisant l'ouverture d'entrée d'air froid est disposée entre les deux parties obturatrices. Cette cloison se prolonge dans la chambre de mélange jusqu'à sa paroi arrière, située à l'opposé de l'ouverture d'entrée d'air froid, et sépare les ouvertures de sortie d'air mélangé supérieure et inférieure l'une de l'autre. Il est préférable que la cloison sépare la chambre de mélange d'air seulement dans la zone des deux parties obturatrices et qu'elle ne la divise pas complètement. Cette disposition dans la construction permet d'obtenir, par des moyens techniques demandant seulement une faible dépense, une très bonne stratification de l'air dans la chambre de mélange entre l'ouverture de sortie inférieure pour l'espace des pieds et l'ouverture de sortie supérieure pour le plan médian et/ou la zone de tête. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une coupe horizontale de la boite de climatiseur d'une installation de chauffage ou de climatisation selon l'invention; et - la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. La boîte de climatiseur 10 d'une installation de chauffage ou de climatisation représentée schématiquement par une vue d'en haut, en coupe, sur la figure 1, est raccordée de façon connue, par son entrée, à un ventilateur qui n'est pas représenté ici. La boîte contient un échangeur de chaleur 11 qui peut être traversé d'air et est précédé, dans l'exécution comme installation de climatisation, d'un évaporateur 2 dans le sens de l'écoulement de l'air. L'échangeur 11 est parcouru de façon connue d'un caloporteur, constitué habituellement par l'eau de refroidissement du moteur à combustion interne d'un véhicule. En aval de l'échangeur 11, dans le sens de l'écoulement de l'air, sont formées, à l'intérieur de la boite de climatiseur 10, deux chambres de mélange d'air 13, 14 disposées l'une à côté de l'autre et séparées par une cloison 15, qui servent à alimenter en air le côté droit et le côté gauche respectivement de l'habitacle du véhicule. Les chambres de mélange 13 et 14 sont de réalisation identique et équipées des mêmes éléments pour la commande de l'air, de sorte qu'on se référera seulement, dans ce qui va suivre, à la chambre de mélange 13, mais sa description est valable aussi pour la chambre de mélange d'air 14. La chambre de mélange 13 présente une ouverture d'entrée d'air chaud 16 disposée derrière l'échangeur de chaleur 11 et située directement sur la face de sortie d'air 111 de cet échangeur, ainsi qu'une ouverture d'entrée d'air froid 17, située à côté de l'échangeur 11, à travers laquelle de l'air froid, venant directement de l'évaporateur 12 et contournant l'échangeur 11, peut pénétrer dans la chambre de mélange 13. Les ouvertures d'entrée 16 et 17 sont munies chacune d'obturateurs respectifs, 18 et 19, pour commander la section de passage de l'ouverture d'entrée 16 ou 17 coordonnée. Dans l'exemple selon la figure 1, l'obturateur 18 de l'ouverture d'entrée d'air chaud 16 est un obturateur à persiennes 20 peu encombrant, possédant un grand nombre d'étroites lamelles pivotantes placées les unes à côté des autres et capables de recouvrir ensemble l'ouverture d'entrée d'air chaud 16. L'obturateur 19 pour l'ouverture d'entrée d'air froid 17 sera décrit de façon détaillée dans ce qui va suivre. Pour l'envoi d'air tempéré dans l'habitacle, la chambre de mélange 13 présente plusieurs ouvertures de sortie qui se prolongent par des tubulures de sortie d'air pour le raccordement de conduits d'air menant vers différentes zones de l'habitacle. C'est ainsi que l'ouverture de sortie 22, disposée en haut dans la chambre de mélange 13 et à laquelle se raccorde une tubulure 23 (figure 2), sert à l'alimentaton en air du plan médian et/ou de la zone de tête de l'habitacle, plus exactement de la moitié droite de celui-ci, tandis que l'ouverture de sortie 24, disposée en bas dans la chambre de mélange 13 et à laquelle est coordonnée la tubulure de raccordement 25, sert à aérer l'espace des pieds et/ou l'arrière du côté droit de l'habitacle. La chambre de mélange 14 possède des ouvertures de sortie et des tubulures de raccordement correspondantes pour l'aération du côté gauche de l'habitacle. Les deux ouvertures d'entrée d'air 16 et 17 sont réalisées avec une grande surface et s'étendent à la fois sur la région de l'ouverture de sortie supérieure 22 et sur la région de l'ouverture de sortie inférieure 24. Les obturateurs 18 et 19 pour commander la section de passage des ouvertures d'entrée 16 et 17 ont de grandes surfaces correspondantes. Dans le but d'obtenir une stratification de la température dans la chambre de mélange d'air 13, avec un gradient de température allant du plus chaud en bas vers le plus froid en haut, donc de la région de l'ouverture de sortie inférieure 24 à l'ouverture de sortie supérieure 22, l'obturateur 19 est réalisé en deux parties: une partie obturatrice supérieure 191 capable de recouvrir complètement la zone supérieure de l'ouverture d'entrée d'air froid 17 et une partie obturatrice inférieure 192 capable de recouvrir complètement la zone inférieure de cette ouverture. Les deux parties obturatrices 191, 192 sont commandées de manière que la partie obturatrice inférieure 192 recouvre, en toute position de l'obturateur, une plus grande section de passage de l'ouverture d'entrée d'air froid 17 que la partie obturatrice supérieure 191. Selon une caractéristique particulière de l'invention, les deux parties obturatrices 191, 192 sont mutuellement synchronisées de manière que la différence dans le degré de recouvrement de la région supérieure et de la région inférieure de l'ouverture d'entrée d'air froid 17 par les parties obturatrices 191, 192 soit constante en toute position de l'obturateur 19. Dans l'exemple de réalisation représenté, les deux parties obturatrices 191, 192 sont réalisées comme des volets d'air 26, 27 montés sur un arbre de pivotement 28 commun, lui-même monté pivotant dans la boite de climatiseur 10. Plus exactement, les deux volets d'air 26 et 27 sont mutuellement décalés en rotation d'un angle de pivotement fixe a et reliés rigidement l'un à l'autre, notamment par leur calage sur l'arbre 28. Ainsi que le montre la figure 1, lors du mouvement d'ouverture de l'obturateur 19, le volet d'air supérieur 26 est toujours en avance, de cet angle de pivotement a constant, par rapport au volet d'air inférieur 27, si bien que, dans chaque position en pivotement, le volet inférieur 27 recouvre toujours une plus grande section de passage de l'ouverture d'entrée d'air froid 17 que le volet supérieur 26. La figure 1 montre en trait continu la position fermée de l'obturateur 19 et, en trait discontinu, une position intermédiaire, en pivotement, de l'obturateur 19 lors du mouvement d'ouverture. Dans cette position intermédiaire, le volet supérieur 26 dégage la section de passage "a" de l'ouverture d'entrée d'air froid, tandis que le volet inférieur 27 dégage la section de passage "b" de l'ouverture d'entrée d'air froid 17. De cette manière, dans chaque position en pivotement, il entre plus d'air froid par la zone supérieure de l'ouverture d'entrée d'air froid 17 que par la zone inférieure de cette ouverture, de sorte que s'établit la stratification de température recherchée avec le gradient de température allant du plus chaud en bas vers le plus froid en haut. Afin d'améliorer cette stratification de l'air, une cloison 29 est disposée entre le volet supérieur 26 et le volet inférieur 27. Cette cloison subdivise l'ouverture d'entrée d'air froid 17 horizontalement et se prolonge dans la chambre de mélange 13 jusqu'à sa paroi 131 située à l'opposé de ladite ouverture d'entrée. La cloison 29, qui s'étend seulement sur une partie de la chambre de mélange 13, jusqu'à la paroi latérale 132 de celle-ci, dans laquelle sont disposées les deux ouvertures de sortie 22 et 24 pour l'air mélangé, bloque par conséquent l'écoulement direct de l'air entre ces deux ouvertures de sortie 22 et 24, si bien que, dans le cas d'un réglage d'air mélangé, l'air plus chaud se trouve sous la cloison 29 et l'air plus froid se trouve au-dessus de cette cloison, leur mélange n'étant possible qu'après contournement de cette cloison. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit. C'est ainsi que les deux volets d'air 26 et 27 ne sont pas obligatoirement reliés de façon rigide entre eux par l'intermédiaire d'un arbre5 pivotant commun et commandé; il est possible aussi de coordonner une commande de réglage autonome à chacun des volets 26 et 27, auquel cas leurs commandes respectives peuvent être pilotées en synchronisme ou individuellement. REVEND I CATIONS 1. Installation de chauffage ou de climatisation pour aérer l'habitacle d'un véhicule, comprenant une boîte de climatiseur contenant un échangeur de chaleur, pouvant être traversé d'air, et dans laquelle est formée au moins une chambre de mélange d'air qui présente une ouverture d'entrée d'air pour l'air chaud traversant l'échangeur de chaleur (ouverture d'entrée d'air chaud), une ouverture d'entrée d'air pour l'air froid contournant l'échangeur de chaleur (ouverture d'entrée d'air froid), ainsi que des ouvertures de sortie pour l'air mélangé, dont au moins une ouverture de sortie pour aérer l'espace des pieds et/ou l'arrière de l'habitacle est disposée en bas et au moins une ouverture de sortie pour aérer le plan médian et/ou la zone de tête de l'habitacle est disposée en haut dans la chambre de mélange d'air, et comportant des obturateurs commandant les sections de passage des ouvertures d'entrée, caractérisée en ce que l'ouverture d'entrée d'air froid (17) s'étend à la fois sur la région d'ouverture de sortie supérieure et sur la région de l'ouverture de sortie inférieure (22, 24) de l'air mélangé, que l'obturateur (19) pour l'ouverture d'entrée d'air froid (17) est réalisé en deux parties, de manière qu'une partie obturatrice supérieure (191) puisse recouvrir complètement la zone supérieure et qu'une partie obturatrice inférieure (192) puisse recouvrir complètement la zone inférieure de l'ouverture d'entrée d'air froid (17), et que les deux parties obturatrices (191, 192) sont commandées de manière que la partie obturatrice inférieure (192) recouvre, en toute position de l'obturateur, une plus grande section de passage de l'ouverture d'entrée d'air froid (17) que la partie obturatrice supérieure (191). il 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une cloison (29), divisant l'ouverture d'entrée d'air froid (17), est disposée entre les deux parties obturatrices (191, 192), cloison qui se prolonge dans la chambre de mélange d'air (13) jusqu'à sa paroi arrière (131), située à l'opposé de l'ouverture d'entrée d'air froid (17), et qui sépare l'une de l'autre l'ouverture de sortie supérieure (22) et l'ouverture de sortie inférieure (24) de l'air mélangé, de préférence sans diviser complètement la chambre de mélange d'air (13). 3. Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les deux parties obturatrices (191, 192) sont mutuellement synchronisées de manière que la différence dans le degré de recouvrement de la région supérieure et de la région inférieure de l'ouverture d'entrée d'air froid (17) par les parties obturatrices (191, 192) soit constante en toute position de l'obturateur. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que les deux parties obturatrices (191, 192) sont réalisées comme des volets d'air (26, 27) montés pivotants autour du même arbre de pivotement (28), et que les deux volets d'air (26, 27) sont mutuellement décalés en rotation d'un angle de pivotement (a) et sont reliés de façon fixe entre eux. 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les deux volets d'air (26, 27) sont calés sur un arbre de pivotement (28) monté pivotant dans la boîte de climatiseur.