Brevet FR2799524A1 — publié le 20010413

Dispositif de chauffage et/ou climatisation avec isolation acoustique et procédé d'isolation acoustique L'invention se rapporte aux dispositifs de chauffage et/ou climatisation, notamment pour véhicules automobiles. Un dispositif de ce type comprend généralement un circuit de circulation de fluide composé d'au moins un conduit relié à un échangeur de chaleur. Dans le cas d'un véhicule automobile, il peut s'agir du circuit de climatisation qui est parcouru par un fluide réfrigérant, lequel s'écoule au travers d'un condenseur et d'un évaporateur. Il peut s'agir aussi du circuit de chauffage qui est parcouru par un fluide chaud, lequel s'écoule au travers radia teur, ou aérotherme, servant au chauffage de l'habitacle du véhicule. Ce fluide chaud est un mélange d'eau et 'antigel qui sert au refroidissement du moteur. Dans l'application précitée, l'évaporateur et le radiateur de chauffage sont disposés dans un même boitier et prévus pour être balayés par un flux d'air qui est ainsi traité puis envoyé dans l'habitacle. La circulation du fluide dans le circuit, specialement lorsqu elle s'effectue à vitesse élevée, occasionne souvent des rayonnements acoustiques gênants. Un tel phénomène se produit notamment au niveau d' conduit d'entree ou d'un conduit de sortie qui permet respectivement l'admission et l'évacuation d'un fluide traversant 'échan geur chaleur. Un conduit, également appelé tubulure, est généralement formé d'une matière métallique, le plus souvent 'alumi nium. il s'agit d'une matière qui présente une efficacité de rayonnement assez importante, surtout quand elle est excitée par un écoulement de gaz à haute vitesse C'est le cas en particulier du fluide réfrigérant gazeux quitte un évaporateur de climatisation. a été constaté que de tel conduits génèrent un rayonnement acoustique important, lorsqu'ils sont parcourus un gaz à haute vitesse. La puissance acoustique ainsi rayonnée dépend largement de la surface excitée. De plus, il a " constaté plus les longueurs des conduits sont courtes, plus le gain en bruit est important. Une solution pour résoudre ce problème consisterait donc à réduire la longueur de tels conduits. Mais, leur longueur est fixée par les architectures des dispositifs chauffage et/ou climatisation et la position des échangeurs de chaleur, notamment des évaporateurs. Par conséquent, la seule solution acceptable est d'isoler le conduit et/ou l'échangeur de chaleur pour réduire le bruit. est connu de procurer une isolation acoustique de l'écou lement dans des conduits par des isolations à mousse à pores ouverts ou en laine de verre. connaît aussi des isolations thermiques en mousse pouvant être placées autour des conduits reliés à un évaporateur, mais celles-ci ont peu d'effet sur la réduction acoustique. phénomène acoustique mentionné plus haut peut se produire aussi au niveau d'un échangeur de chaleur traversé par un fluide à vitesse élevée. Toutefois, là encore, aucune solution efficace n'a été trouvée pour apporter une solution ce phénomène. 'invention a notamment pour but de procurer une isolation acoustique qui peut être facilement mise en place dans un circuit de circulation de fluide composé d'au moins un conduit relié à un échangeur de chaleur, pour procurer réduction de bruit significative. L'invention propose à cet effet un dispositif de chauffage et/ou climatisation du type défini plus haut, dans lequel moins une partie du circuit est entourée d'une gaine en matière thermorétractable formant isolation acoustique. On connaît des gaines en matière thermorétractable qui sont utilisées plus souvent pour la protection des faisceaux électriques pour assurer une étanchéité et une protection à l'égard de 'environnement. Dans le cas l'invention, il a été constaté qu'une gaine en matière thermorétractable vient procurer une réduction de bruit sensible et qu'elle permet en outre de rigidifier la partie de circuit autour de laquelle elle est placée. La partie circuit peut être un conduit, en particulier une tubulure reliée à un échangeur de chaleur. Egalement partie de circuit peut être un échangeur chaleur. Le terme échangeur de chaleur", tel qu'utilisé ici entend désigner tout échangeur de chaleur parcouru par un fluide faisant partie d'un dispositif de chauffage et/ou climatisa tion, notamment de véhicule automobile. I1 peut s'agir notamment d'un radiateur de chauffage ou encore d'un conden seur ou d'un évaporateur de climatisation. L'invention s'applique ici tout particulièrement à un évaporateur de climatisation. L'invention utilise les propriétés de mémoire dont font preuve certaines matières plastiques qui sont capables d'être amenées, sous l'action de la chaleur, dans une condition déformée stabilisée, à partir d'une condition initiale stable. Elles sont ensuite capables de retourner vers cette condition initiale lorsqu'elles sont soumises à nouveau à l'action de la chaleur La matière thermorétractable utilisable est avantageusement une matière thermoplastique choisie parmi le fluorure de polyvinylidène, le polychlorure de vinyle, le polypropylène et le polyéthylène. On peut aussi utiliser une matière thermorétractable à base d'élastomères réticulés par irradiation. De manière préférentielle, cette gaine est rétractée de manière à exercer une contrainte radiale sur la partie de circuit qu'elle entoure. En pratique, cela signifie que la dimension intérieure la gaine après retrait thermique doit être légèrement inférieure à la dimension extérieure de la partie de circuit à isoler. On bénéficie ainsi du rétreint de la matière thermorétractable qui exerce une contrainte sur cette partie de circuit. Cette contrainte conduit à un serrage radial intense qui en même temps rigidifie la partie de circuit considérée. ce fait, le rayonnement acoustique, interne et externe, de cette partie de circuit est réduit. Pour procurer un bon amortissement du bruit, la gaine doit avoir de préférence masse linéique supérieure à 60 g/m et une épaisseur supérieure à 1 mm. Sous un autre aspect, l'invention concerne un procédé pour réaliser une isolation acoustique d'un dispositif tel que défini ci-dessus. Ce procédé comprend les opérations suivantes a) disposer une gaine matière thermorétractable autour de la partie de circuit à isoler, la gaine se trouvant dans une configuration élargie stabilisée ; et b) chauffer la gaine dans sa configuration élargie et stabilisée pour provoquer son retrait thermique et l'amener vers une configuration de retreint. Dans une forme de réalisation de l'invention, la gaine est disposée autour d'un conduit. Ce conduit peut être soit droit, soit cintré. Dans ce dernier cas, le procédé comprend avantageusement une opération supplémentaire c) consistant à cintrer mécaniquement le conduit déjà équipé de sa gaine. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, la gaine est disposée autour des faces latérales d'un échangeur de chaleur. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente un échangeur chaleur, ici un évaporateur de climatisation, relié à un conduit à isolation acoustique selon l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle en coupe axiale d'un conduit entouré d'une gaine thermorétractable, la gaine étant représentée avant chauffage et après chauffage ; - la figure 3 est un diagramme représentant la réduction de bruit (exprimée en dB) en fonction de fréquence sonore (exprimée en Hz) pour un conduit sans gaine isolante (courbe A) et avec gaine isolante (courbe B) ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur entouré d'une gaine thermorétractable. on se réfère d'abord à la figure 1 qui montre un conduit de sortie 1, encore appelé tubulure de sortie, relié à un échangeur de chaleur 2 qui, dans l'exemple, est un évapora teur d'une installation de climatisation de véhicule automo bile. Cet évaporateur est en outre muni 'un conduit d'entrée 3 encore appelé tubulure d'entrée, qui sert à l'admission d fluide réfrigérant en phase liquide. fluide se transforme en phase gazeuse dans 'évaporateur quitte celui-ci par le conduit de sortie 1. Comme ce fluide réfrigérant en phase gazeuse s'écoule à vitesse elevée, il en résulte un rayonnement acoustique important. Pour réduire cette émission de bruit, le conduit de sortie 1 entouré d'une gaine formant isolation acoustique. se réfère maintenant à la figure 2 qui montre le conduit de sortie 1 qui, dans l'exemple, est une portion d'un tube cylindrique circulaire réalisé en une matière métallique appropriée, ici de l'aluminium ou un alliage à base d'alumi nium. Le conduit est traversé par un fluide refrigérant en phase gazeuse s'écoulant à vitesse élevée. Autour du conduit 1 est placée une gaine 4 en matière thermorétract able, laquelle est représentée d'une part en trait interrompu avant retrait thermique, et d'autre part en trait continu après retrait thermique. Pour cela, on utilise une gaine en matière thermorétractable qui, initialement, se trouve dans une configuration élargie et stabilisée, obtenue par déformation. Cette gaine ainsi élargie possède un diametre interne supérieur au diamètre externe D du tube, comme on peut le voir sur la représentation en trait interrompu la gaine. gaine dans sa configuration élargie est enfilee autour du conduit. Puis, on provoque le retrait thermique de la gaine une action de chauffage dans des conditions contrôlées de durée et de température pour l'amener vers une configuration rétreint. Ces conditions dépendent principalement de la matière utilisée pour la gaine. Généralement, il s'agit d'une matière thermoplastique on préfère notamment utiliser du fluorure de polyvinylidène, du polychlorure de vinyle, du polypropylène ou du polyéthylène. I1 est envisageable aussi d'utiliser une matière thermoré- tractable à base d'élastomères réticulés par irradiation Le chauffage peut être effectué par exemple dans un four ou par insufflation d'air chaud. I1 provoque le retrait thermi que de la gaine qui se contracte radialement. I1 en résulte un rétreint de la matière thermorétractable qui exerce une contrainte forte autour du conduit et qui permet de le rigidifier. I1 a été constaté que la présence de la gaine ainsi rétractée autour du conduit procure une diminution du rayonnement acoustique interne et externe de ce conduit. Pour un bon amortissement du bruit, la gaine doit avoir une masse linéique supérieure à 60 g/m et une épaisseur supé rieure 1 mm. On se réfère maintenant à la figure 3 qui montre, à titre d'exemple, la réduction de bruit (exprimé en dB) en fonction de la fréquence sonore (exprimée en Hz) pour un conduit du type décrit précédemment. On a représenté sur le diagramme deux courbes : une courbe A pour le conduit sans gaine et une courbe B pour le conduit avec gaine. On constate que le fait de placer une telle gaine permet d'obtenir de très bonnes performances acoustiques, à savoir une réduction du bruit comprise entre 3 et 5 dB à partir de 1000 Hz. Le procédé décrit précédemment concerne avant tout la mise en place d'une gaine autour d'un conduit droit. Or, il est souvent nécessaire de pouvoir disposer d'un conduit cintré. Dans ce cas, le procédé comprend une opération supplémentaire qui consiste à cintrer mécaniquement le conduit déj équipé de sa gaine. I1 est noter qu'il est envisageable aussi de placer une gaine thermorétractable autour du conduit d'entrée 3 de la figure 1 et/ou une gaine thermorétractable autour de l'échan geur de chaleur 2 de la figure 1. Dans la forme de réalisation de la figure 4, une gaine thermorétractable 5 est disposée autour de l'échangeur de chaleur 2 qui dans l'exemple est un évaporateur de climati sation. On utilise pour cela une gaine qui, dans sa configu ration élargie et stabilisée, possède une forme et des dimensions adaptées à celles de l'échangeur de chaleur. Ici cette gaine a une section de forme générale rectangulaire et elle vient se placer autour des faces latérales de l'échangeur de chaleur, c'est à dire des faces qui délimitent les faces d'entrée et de sortie dudit échangeur. Comme pour la gaine 4 décrite précédemment, la gaine 5 permet de réduire les rayonnements acoustiques générés par la circulation du fluide. La gaine de l'invention possède une tenue en température généralement comprise entre - 40 C et + 120 C. Elle permet en outre d'assurer une bonne étanchéité et une bonne tenue à l'environnement dans le dispositif de chauffage et/ou climatisation. De surcroît, elle ne génère pas d'odeurs dans le dispositif. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites précédemment à titre d'exemples et peut s'appliquer à d'autres variantes. Ainsi, la gaine thermorétractable peut servir à l'isolation acoustique d'autres types d'échangeurs de chaleur ou de conduits. Revendications 1. Dispositif de chauffage et/ou climatisation, en particu lier pour véhicule automobile, comprenant un circuit de circulation de fluide composé d'au moins un conduit relié à un échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'au moins une partie (1 ; 2) du circuit est entourée d'une gaine (4 ; 5) en matière thermorétrac table formant isolation acoustique. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce ladite partie du circuit est un conduit (1). Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce le conduit est une tubulure (1) reliée à un échangeur de chaleur (2). 4 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce ladite partie du circuit est un échangeur de chaleur (2). Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce l'échangeur de chaleur est un évaporateur de climatisa tion (2). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la matière thermorétractable est une matière thermoplastique choisie parmi le fluorure de polyvi- nylidène, le polychlorure de vinyle, le polypropylène et le polyéthylène. 7 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la matière thermorétractable est à base d'élastomères réticulés par irradiation. 8 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la gaine (4 ; 5) est rétractée manière à exercer une contrainte radiale sur la partie de circuit (1 ; 2) qu'elle entoure. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la gaine (4 ; 5) possède une masse linéique supérieure à 60 g/m. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la gaine (4 ; 5) possède une épaisseur supérieure à 1 mm. Procédé pour réaliser une isolation acoustique d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes a) disposer une gaine (4 ; 5) en matière thermorétractable autour de la partie de circuit (1 ; 2) à isoler, gaine se trouvant dans une configuration élargie et stabilisée ; et chauffer la gaine (4 ; 5) dans sa configuration élargie et stabilisée pour provoquer son retrait thermique l'amener vers une configuration de retreint. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la gaine (4) est disposée autour d'un conduit 1). 13. Procédé selon la revendication 13, pour 1 isolation acoustique d'un conduit cintrée, caractérisé en ce qu'il comprend une opération supplémentaire c) consistant à cintrer mécaniquement le conduit déjà équipé de sa gaine. 14. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la gaine (5) est disposée autour des faces latérales d'un échangeur de chaleur (2).