Brevet FR2793195A1 — publié le 20001110

Installation de chauffage et de climatisation pour compartiment des passaqers L'invention concerne une installation de chauffage ou de climatisation pour un compartiment des passagers d'un véhicule automobile, dotée d'un échangeur de chaleur traversé par un écoulement de fluide de chauffage, en particulier par de l'eau de refroidissement d'un moteur à combustion interne du véhicule automobile, et susceptible d'être traversé par un écoulement d'air, et comportant un chauffage d'appoint électrique, disposé en aval de l'échangeur de chaleur, traversé par le même écoulement d'air, avec un caisson de guidage d'air, logeant l'échangeur de chaleur et le chauffage d'appoint électrique, servant au guidage de l'écoulement d'air, et avec une unité de commande électronique pour assurer la commande du chauffage ou de la climatisation. Dans les véhicules automobiles dont le moteur à combustion interne, ou le moteur, est construit sous l'aspect de l'optimisation de la consommation, il est produit une perte thermique notablement plus faible, faisant que l'énergie de chauffage mise à disposition par le biais du refroidissement moteur est globalement trop faible pour assurer le chauffage du compartiment des passagers. A titre de remède à cela, on prévoit d'installer un chauffage d'appoint électrique qui chauffe plus fortement l'écoulement d'air traversant l'échangeur de chaleur, en cas de besoin. Dans le cas d'une installation de chauffage connue du type cité au début (DE 37 15 194 Al), l'échangeur de chaleur, qui est traversé par l'écoulement de l'eau de refroidissement, est disposé dans un canal assurant le guidage de l'air extérieur vers le compartiment des passagers. En outre, également, dans le canal assurant le canal de l'air extérieur est prévu un chauffage d'appoint électrique, qui veille à assurer un chauffage de l'air pendant la phase de mise en température du moteur à combustion. Pour obtenir un chauffage aussi intensif que possible de l'air à l'aide du chauffage d'appui, celui-ci présente un conducteur chauffant de grande surface, pouvant être réglé à une basse température, inférieure à 150 et est formé en une structure plate, en forme de caisson, qui est disposée directement derrière l'échangeur de chaleur, dans la direction d'écoulement de l'air, et est fixée à celui-ci, sachant que l'échangeur de chaleur constitue le support du chauffage d'appoint électrique. Dans une installation de chauffage connue, du type cité au début (DE 42 38 364 Al), le chauffage d'appoint électrique est également disposé en aval de l'échangeur de chaleur, si bien que l'écoulement d'air, généré par une soufflante, traverse d'abord l'échangeur de chaleur, n'est que partiellement chauffé, puis est passé à travers le chauffage d'appoint électrique et est chauffé ici pour atteindre une température plus élevée. L'écoulement d'air ainsi préchauffé pénètre dans le compartiment des passagers. Une sonde de température de compartiment intérieur, disposée dans le compartiment des passagers, qui détermine le besoin en chauffage, conjointement avec un transducteur de valeur de consigne, et qui est disposée dans l'écoulement d'air pénétrant dans le compartiment des passagers, commande, par l'intermédiaire d'un appareil de commande, le flux d'eau de refroidissement passant à l'intérieur de l'échangeur de chaleur et la durée de la phase de fonctionnement du chauffage d'appoint. Dans une installation de chauffage, également connue, destinée à des véhicules automobiles (DE 44 33 814 Al), le chauffage d'appoint électrique qui existe ici également est constitué d'une pluralité de ce que l'on appelle des éléments PTC (Coefficient de Température Positif), qui sont chauffés électriquement et sont balayés ou traversés par l'écoulement d'air quittant l'échangeur de chaleur. L'invention a comme but de réaliser une installation de chauffage ou de climatisation du type indiqué au début, en particulier pour un montage dans des voitures particulières de la classe compacte, et dont la configuration permette une économie extrême en espace de construction et une facilité de montage. Ce problème est résolu par le fait que l'unité de commande est disposée en aval de l'échangeur de chaleur et du chauffage d'appoint électrique, dans la zone de fond du caisson de guidage d'air, et en ce que le chauffage d'appoint électrique est orienté à angle droit par rapport à celle-ci et est mis en contact avec l'unité de commande sur sa face inférieure. L'installation de chauffage ou de climatisation selon l'invention présente l'avantage que l'unité de commande est logée dans le caisson de chauffage ou de climatisation, d'une façon permettant une économie de place, et ce caisson pouvant être intégré dans le véhicule, à titre de composant complet apte au fonctionnement, sachant que seule la liaison au circuit de refroidissement du moteur à combustion interne du véhicule reste à établir. Grâce au fait de loger l'unité de commande dans la zone de fond, la section transversale de passage d'air, dans le caisson de climatisation ou de chauffage, n'est que faiblement touchée. Selon une forme de réalisation de l'invention, l'unité de commande est intégrée dans un boîtier plat portant, sur sa face supérieure, des douilles de contact électriques, dans lesquelles sont susceptibles d'être enfichées des broches de contact électriques faisant saillie en face inférieure du chauffage d'appoint électrique. Le boîtier plat est alors fixé au fond du caisson de chauffage ou de climatisation ou constitue au moins une partie du fond du caisson, sachant qu'encore au moins un canal d'évacuation d'air peut être ménagé dans le boîtier plat afin d'optimiser la forme compacte du caisson de chauffage ou de climatisation. Selon d'autes caractéristiques de l'ivenntion : Le fond du caisson de guidage d'air présente un évidement, et en ce que le boîtier plat est inséré, avec une liaison par ajustement de forme, dans l'évidemment et est fixé sur le caisson de guidage d'air en reposant sur le fond du caisson de guidage d'air, par un rebord ou bride de pourtour. Entre le rebord et le fond du caisson de guidage d'air, est disposé un joint d'étanchéité de pourtour, réalisé de préférence sous la forme d'un agencement à rainure/languette. Sur la face supérieure du boîtier plat, sont disposées des ailettes de refroidissement s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du caisson de guidage d'air. En face supérieure du boîtier plat est réalisé un logement pour la fixation d'au moins un organe de commande de débit d'air, qui commande le passage d'air à travers l'échangeur de chaleur et le chauffage d'appoint électrique. L'organe de commande de débit d'air est réalisé sous la forme de fermeture à persienne ayant un cadre et des lamelles pivotantes, montées pour pouvoir effectuer un pivotement conjoint, disposées les unes au-dessus des autres, de façon équidistante, dans le cadre, lamelles qui se chevauchent les unes les autres lorsque la fermeture à persienne est à l'état fermé, et en ce que le cadre est inséré avec liaison par ajustement de forme dans l'évidemment, par une nervure transversale réalisée sur la branche inférieure de cadre. Au moins un canal d'évacuation d'air est ménagé à travers le boîtier plat. Sur la face supérieure du boîtier plat est réalisée une rainure, s'étendant dans la direction de l'axe longitudinal du caisson de guidage d'air, pour enfichage de la zone de bordure inférieure d'une paroi de séparation, qui assure la séparation mutuelle entre deux chambres de distribution d'air, réalisées l'une à côté de l' autre dans le caisson de guidage, en aval du chauffage 'd'appoint électrique. Un organe de commande de débit d'air séparé est installé dans chaque chambre de distribution d'air. L'invention va être décrite plus en détail ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans le dessin. Dans le dessin, chaque fois de façon schématique : la figure 1 représente une partie d'une coupe longitudinale d'un caisson de climatisation appartenant à une installation de climatisation destinée à une voiture particulière, la figure 2 représente une partie d'une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, la figure 3 représente en partie une vue dans la direction de la flèche III de la figure 1, le chauffage d'appoint électrique n'étant pas installé et l'organe de commande du débit d'air non plus. L'installation de climatisation, représentée en coupe longitudinale schématique sur la figure 1, présente un caisson de guidage d'air 10 également appelé caisson de climatisation, qui est alimenté, côté entrée, par de l'air, à l'aide d'une soufflante, non représentée ici. Un évaporateur 11, inséré dans un circuit d'agent de fluide frigorifique, et un échangeur de chaleur 12, inséré dans le circuit d'eau de refroidissement du moteur à combustion interne ou du moteur à combustion de la voiture particulière, sont logés dans le caisson de guidage d'air 10 et sont traversés par l'écoulement provoqué par la soufflante, dans l'ordre de succession indiqué. En aval de l'échangeur de chaleur 12, est disposé un répartiteur d'air 13 d'où se ramifient plusieurs canaux d'air reliés à des buses de sortie d'air réparties dans le compartiment des passagers. Sur la figure 1, est uniquement visible le canal d'air 14 qui est raccordé à ce qu'on appelle des buses centrales, intégrées dans le tableau de bord monté dans le compartiment des passagers. Sur la figure 2 est en plus visible un canal à air 15 relié à des buses de sortie d'air qui sont disposées dans l'espace de pied du compartiment des passagers. Dans le cas où la climatisation de la moitié gauche et de la moitié droite du compartiment des passagers se fait séparément, donc se fait du côté conducteur et/ou du côté passager, le distributeur d'air 13 est subdivisé en deux chambres de distribution d'air 131 et 132, au moyen d'une paroi s'étendant de l'axe longitudinal du caisson de guidage d'air 10 (figure 2) . Un jeu des canaux à air 14,15 mentionnés part de chaque chambre de distribution 131 et 132. L'air neuf, aspiré au choix depuis l'environnement du véhicule par la soufflante, ou bien l'air, mélangé et aspiré du compartiment des passagers, est refroidi et déshumidifié dans l'évaporateur 11 et est chauffé en passant dans l'échangeur de chaleur 12 traversé par un écoulement d'eau de refroidissement chaude venant du moteur à combustion interne. Pour couvrir les besoins en chaleur de chauffage lorsque le moteur à combustion n'a pas encore été mis en température et/ou pour couvrir le besoin en chaleur de chauffage maximal pour des véhicules automobiles équipés de moteurs à combustion qui sont optimisés du point de vue de la consommation, moteurs pour lesquels le besoin de chaleur de.chauffage n'est plus couvert à lui seul par le circuit d'eau de refroidissement appartenant au moteur à combustion, est prévu un chauffage d'appui électrique 16 disposé directement sur le côté de sortie d'air de l'échangeur de chaleur 12 et traversé par l'air qui quitte l'échangeur de chaleur 12, si bien que celui-ci est l'objet d'un chauffage supplémentaire. Usuellement, un tel chauffage d'appoint électrique 16 est réalisé en utilisant des éléments PTC. Le débit d'air s'écoulant à travers l'échangeur de chaleur 12 et le chauffage d'appoint électrique 16 est réglé au moyen d'un organe de commande de débit d'air 17 qui, dans l'exemple de réalisation de la figure 1, est réalisé sous la forme d'une fermeture à persienne 18 qui est particulièrement peu volumineuse et est intégrée dans la chambre de distribution d'air 17. Une telle fermeture à persienne 18 présente un cadre 19 et une pluralité de lamelles de fermeture 20 pouvant pivoter conjointement, disposées les unes au-dessus des autres, de façon équidistante, dans le cadre, lamelles se chevauchant les unes les autres lorsque la fermeture à persienne 18 est à l'état fermé. Lorsqu'on prévoit les deux chambres de distribution d'air 131,132 mentionnées pour la climatisation séparée de la moitié gauche et de la moitié droite du compartiment des passagers, à chaque chambre de distribution d'air 131,132 est associée une fermeture à persienne 18 séparée. Pour commander la climatisation, est prévue une unité de commande 21 électronique qui, pour conserver le mode de construction compact de l'installation de climatisation, est disposée en aval de l'échangeur de chaleur 12, du chauffage d'appoint électrique 16 et de l'organe de commande 17, en étant placée dans la zone de fond du distributeur d'air 13. L'unité de commande électronique 21 est alors intégrée dans un boîtier plat 22 qui, dans l'exemple de réalisation de la figure 1, est fixé sur le fond du caisson de guidage d'air 10 et qui, dans l'exemple de réalisation des figures 2 et 3, constitue une partie du fond du caisson de guidage d'air 10 lui-même. Dans le cas le plus simple, le boîtier plat 12 est fabriqué par enrobage par injection d'une plaquette à circuits imprimés 23 dotée de composants électroniques, le raccordement électrique de la plaquette à circuits imprimés 23 se faisant par l'intermédiaire d'un câble 24 qui sort au fond du caisson de guidage d'air 10 hors de celui-ci. Le boîtier plat 22 porte des douilles de contact électriques 25 qui sont accessibles depuis sa face supérieure (figure 3), qui se trouvent sur l'extrémité avant du boîtier plat 22, dans la zone de chauffage d'appoint électrique 16, et sont disposées de manière que des contacts à enfichage 26, réalisés en face inférieure du chauffage d'appoint électrique 16 (figure 1), puissent être enfichés dans les douilles de contact 25 lorsque le chauffage d'appoint électrique 16 est orienté à angle droit par rapport au boîtier plat 22. Parallèlement à la rangée de douilles de contact 25 s'étend, en face supérieure du boîtier plat 22, un logement 27 dans lequel une nervure transversale 28, ménagée en face inférieure du cadre 19 de la fermeture à persienne 18 (figure 1), est enfichée dans le but d'assurer une fixation côté fond de la fermeture à persienne 18. En outre, dans la face supérieure du boîtier plat 22, et précisément dans son plan de symétrie qui coïncide avec l'axe longitudinal du caisson de climatisation 10, est prévue une rainure 29 qui s'étend depuis le logement 27 jusqu'à l'extrémité, opposée aux douilles à enfichage 25, du boîtier plat 22. La paroi de séparation, qui assure la subdivision du distributeur d'air 13 en donnant les deux chambres de distribution d'air 131,132, est enfichée dans cette rainure 29 et est ainsi fixée côté fond. Des ailettes de refroidissement 29 font saillie sur la face supérieure fin boîtier plaL 22 afin d'assurer l'évacuation de chaleui depuis les composants électroniques de l'unit-5 de commande 21, ailettes qui s'étendent parallèlement entre? elles et parallèlement à l'axe longitudinal du caisson de guidage d'air 10 ec qui s'étendent depuis la proximité de l'extrémité arrière du boîtier plat 22 jsq..:'j. la p:rGy.imir-:( du logement 27. Dans l'exemple de réalisation des figures 2 et 3, le boîtier plat 22 constitue une pâme du fond du caisson de guidage J'air 10- Ainsi qu'on le voit sur la figure 2. le fond du caisson de guidage d'air 2 présente un grand évidemment 31 dans la soue du distributeur d'air 13. Le boîtier plan 22 est insère, avec une liaison par ajustement de ferme, dans l'évidement -il et repose, par une bride ou rebord 221 de pcurtour, sur le fond du caisson de guidage d'air 10. Un agencement rain1.ly::>/:",nguette 32, réalisé entrc le fond du boîtier de: guidage 10 et la brick, ou rebord 221, veille à assurer une étanchéité poussée à l'air dans la zone d'inseration d@ boîtier plat 22. Le boîtier plat 2Z est - comme déjà nc rr~7 n!r - Traversé par le canal d'air 15 et, en face inférieure du boîtier plat 22, est creusée une tubulure de raccordement 33 entourant le canal d'air 15. pour enfiler une pièce de liaison allant a au moins une buse de sortie d'air placée dans l' espace de pieds du compartiment des passagers. L'invention n'est pas .1 irritée à l'exemple de réalisation décrit d'une installation de climatisation rJ""::;'" '1 ne à des voilures f'ri I;: J n: l ") ,:.:2S . Selon une version simplifiée, l'installation de. eJ") i1'1E\:.:..satioD, y cO;\.(JLi.:::: l'évaporateur 11 disposé dans le caisson de guidage d'air 10 . est configurée dc manière que 1 'installation ne serve pl us qu'à des fins de chauffage Le refroidissement du compartiment des passagers n'est alots plus possible crue. car amenée d'air neuf, l.Jr'3q'Uc "... 1 écha::.se'...J- de chaleur 2 est mis hors service et que le chauffage d'appoint 16 électrique n'est pas en service. REVENDICATIONS 1. Installation de chauffage ou de climatisation pour un compartiment des passagers d'un véhicule automobile, dotée d'un échangeur de chaleur (12) traversé par un écoulement de fluide de chauffage, en particulier par de l'eau de refroidissement d'un moteur à combustion interne du véhicule automobile, et susceptible d'être traversé par un écoulement d'air, et comportant un chauffage d'appoint électrique (16), disposé en aval de l'échangeur de chaleur (12), traversé par le même écoulement d'air, avec un caisson de guidage d'air (10), logeant l'échangeur de chaleur (12) et le chauffage d'appoint électrique (16), servant au guidage de l'écoulement d'air, et avec une unité de commande électronique (21) pour assurer la commande du chauffage ou de la climatisation, caractérisée en ce que l'unité de commande (12) est disposée en aval de l'échangeur de chaleur (12) et du chauffage d'appoint électrique (16), dans la zone de fond du caisson de guidage d'air (10), et en ce que le chauffage d'appoint électrique (16) est orienté à angle droit par rapport à celle-ci et est mis en contact avec l'unité de commande (21) sur sa face inférieure. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité de commande (21) est intégrée dans un boîtier plat (22) portant, sur sa face supérieure, des douilles de contact (22) dans lesquelles sont susceptibles d'être enfichées des broches de contact (26) faisant saillie en face inférieure du chauffage d'appoint électrique (16). 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le boîtier plat (22) est fixé sur le fond du caisson de guidage d'air (10). 4. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le boîtier plat (22) constitue au moins une partie du fond du caisson de guidage d'air (10). 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que le fond du caisson de guidage d'air (10) présente un évidement (31), et en ce que le boîtier plat (22) est inséré, avec une liaison par ajustement de forme, dans l'évidemment (31) et est fixé sur le caisson de guidage d'air (10) en reposant sur le fond du caisson de guidage d'air (10), par un rebord ou bride (221) de pourtour. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que, entre le rebord (221) et le fond du caisson de guidage d'air (10), est disposé un joint d'étanchéité de pourtour, réalisé de préférence sous la forme d'un agencement à rainure/languette (32). 7. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que, sur la face supérieure du boîtier plat (22), sont disposées des ailettes de refroidissement (30) s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du caisson de guidage d'air (10). 8. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée ce qu'en face supérieure du boîtier plat (22) est réalisé un logement (27) pour la fixation d'au moins un organe de commande de débit d'air (17), qui commande le passage d'air à travers l'échangeur de chaleur (12) et le chauffage d'appoint électrique (16) . 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'organe de commande de débit d'air (17) est réalisé sous la forme de fermeture à persienne (18) ayant un cadre (19) et des lamelles pivotantes (20), montées pour pouvoir effectuer un pivotement conjoint, disposées les unes au-dessus des autres, de façon équidistante, dans le cadre (19), lamelles qui se chevauchent les unes les autres lorsque la fermeture à persienne (18) est à l'état fermé, et en ce que le cadre (19) est inséré avec liaison par ajustement de forme dans l'évidemment (27), par une nervure transversale (28) réalisée sur la branche inférieure de cadre. 10. Installation selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisée en ce qu'au moins un canal d'évacuation d'air (15) est ménagé à travers le boîtier plat (22). 11. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisée en ce que, sur la face supérieure du boîtier plat (22), est réalisée une rainure (29), s'étendant dans la direction de l'axe longitudinal du caisson de guidage d'air (10), pour enfichage de la zone de bordure inférieure d'une paroi de séparation, qui assure la séparation mutuelle entre deux chambres de distribution d'air (131,132), réalisées l'une à côté de l'autre dans le caisson de guidage (10), en aval du chauffage d'appoint électrique (16). 12. Installation selon la revendication il, caractérisée en ce qu'un organe de commande de débit d'air (17) séparé est installé dans chaque chambre de distribution d'air (131,132).