Brevet FR2813560A1 — publié le 20020308

INSTALLATION DE CHAUFFAGE ET DE CLIMATISATION POUR UN VEHICULE A MOTEUR L'invention concerne une installation de chauffage et de climatisation pour un véhicule à moteur, comportant un capot de climatisation dans lequel est intégré au moins un organe de transfert de chaleur et qui présente plusieurs ouvertures de sortie d'air pour guider l'air jusqu'aux zones de l'habitacle avant du véhicule à moteur. Des installations de chauffage et de climatisation de ce type sont généralement connues. Une telle installation de chauffage et de climatisation représente une réalisation simple car ne sont possibles que des conditionnements des zones avant de l'habitacle. Un conditionnement supplémentaire de l'arrière de l'habitacle n'est pas prévu. Une telle installation de chauffage et de climatisation s'emploie donc en particulier dans la cas de véhicules de tourisme assez petits. Il est également connu (DE 197 31 908 A1 ou FR 27 78 152 AI ou US 5 862 677 A) de prévoir des installations de chauffage et de climatisation de réalisation plus coûteuse, dans le cas desquelles, en plus d'un conditionnement des zones avant de l'habitacle, est également prévu un conditionnement des zones arrière de l'habitacle. Les installations de chauffage et de climatisation représentées dans les documents mentionnés présentent des capots de climatisation relativement importants dans lesquels sont intégrées toutes les fonctions de conditionnement, de commande et de guidage de l'air pour les zones avant de l'habitacle comme également pour les zones arrière de l'habitacle. Grâce à des installations de chauffage et de climatisation de ce type, des conditionnements individuels de la zone arrière ou de la zone avant du véhicule à moteur en question sont possibles, de sorte que de telles installations de chauffage et de climatisation conviennent en particulier pour des véhicules de tourisme assez grands, bien équipés. Selon chaque fois la réalisation désirée dans le véhicule à 2 2813560 moteur en question ce sont donc des capots de climatisation différents qui doivent être fabriqués puis garnis. Le but de l'invention est de créer une installation de chauffage et de climatisation du type mentionné au début qui puisse, avec des moyens simples, s'employer, selon chaque fois besoin, comme installation conditionnant uniquement l'avant ou comme installation conditionnant l'avant et l'arrière. On atteint ce but par le fait qu'à l'extérieur le capot de climatisation présente, pour la liaison avec un organe de conditionnement de l'arrière, que l'on peut rapporter au choix, un tronçon de raccordement qui est muni d'au moins une ouverture de sortie d'air et qui, en cas de nonutilisation, peut être obturé de façon étanche par un couvercle amovible. Le capot de climatisation conforme à l'invention forme donc un module de base auquel on peut ajouter de façon simple comme module supplémentaire un organe approprié de conditionnement de l'arrière. Dans le cas o on désire en plus un conditionnement de l'arrière, selon l'invention, aucun nouveau capot n'est à fabriquer mais il suffit de rapporter un organe supplémentaire sur le capot de climatisation existant. La solution conforme à l'invention convient donc aussi bien pour des réalisations simples dans le cas desquelles on désire simplement un conditionnement de l'avant que pour des réalisations plus coûteuses dans le cas desquelles est en outre possible un conditionnement de l'arrière, en particulier réglable individuellement. Avec une dépense de développement et de fabrication sensiblement réduite, on peut donc convertir une installation de chauffage et de climatisation de l'avant de l'habitacle en une installation de chauffage et de climatisation de l'avant et de l'arrière de l'habitacle. De ce fait il est en particulier également possible de rééquiper, selon une réalisation simple, à un instant ultérieur, une installation de chauffage et de climatisation de ce type. Selon réalisation, l'installation de chauffage et de climatisation peut, aussi bien pour le conditionnement de l'avant que pour le conditionnement de l'arrière, être en outre munie d'une séparation gauche/droite, des conditionnements indépendants pour la place du conducteur et pour 3 2813560 la place voisine étant possibles. Selon l'invention, la notion de conditionnement doit englober aussi bien chauffage que refroidissement ou que simple ventilation. Dans une forme d'exécution de l'invention, comme organe de conditionnement de l'arrière est prévu un dispositif de guidage de l'air guidant jusqu'à l'arrière. De ce fait est possible une ventilation dans la zone arrière de l'habitacle. Dans le cas o est prévue, à l'avant de l'habitacle, une séparation gauche/droite du conditionnement, apparaissent au total avec la zone arrière de l'habitacle, trois zones qui peuvent être conditionnées individuellement. Dans une autre forme d'exécution de l'invention, l'organe de conditionnement de l'arrière présente un capot supplémentaire dans lequel sont intégrés au moins un élément de commande de l'air et/ou un organe de transfert de la chaleur. De préférence le capot supplémentaire forme un autre espace de répartition de l'air qui, en liaison avec l'organe supplémentaire de transfert de la chaleur, permet un conditionnement individuel de l'arrière de l'habitacle. Dans le cas o l'organe de transfert de la chaleur comporte une séparation gauche/droite, ce sont au total quatre zones de conditionnement, individuellement réglables, qui sont créées à l'avant et à l'arrière de l'habitacle. Dans une autre forme d'exécution de l'invention, le tronçon de raccordement est sensiblement plus grand que l'ouverture de sortie d'air et le capot supplémentaire présente un tronçon de capot ouvert qui peut se rapporter de façon étanche contre le tronçon de raccordement du capot de climatisation. Le tronçon de raccordement prévu dans la zone d'une paroi du capot de climatisation assure donc également la fonction d'une cloison pour le capot supplémentaire, ce qui réduit l'encombrement. Dans une autre forme d'exécution de l'invention, le tronçon de raccordement et l'organe de conditionnement de l'arrière sont prévus avec des profilages de rebord qui se correspondent l'un à l'autre et peuvent s'ajuster l'un dans l'autre. On obtient de ce fait un positionnement et un centrage sûrs de l'organe de 4 2813560 conditionnement de l'arrière de l'habitacle. Du fait de l'interposition de moyens d'étanchéité appropriés, est donc garantie une application étanche de l'organe de conditionnement de l'arrière sur le capot de climatisation. La sécurité de l'assise étanche de l'organe de conditionnement de l'arrière de l'habitacle sur le tronçon de raccordement est garantie grâce à des moyens de fixation par complémentarité de matériau, par serrage ou par complémentarité de forme. Dans une autre forme d'exécution de l'invention, les organes de transfert de chaleur sont munis d'une régulation basée sur l'eau ou sur l'air. Dans le cas d'une régulation basée sur l'eau, sont de préférence intégrés dans les corps chauffants plusieurs éléments à coefficient de température positif PTC qui peuvent être commandés électriquement au moyen d'un régulateur électronique. Dans le cas d'une régulation basée sur l'air, le débit d'air qui parcourt les corps chauffants correspondants est commandé à l'entrée/à la sortie du corps chauffant par des volets. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention résultent des revendications ainsi que de la description, qui suit, d'exemples d'exécution préférés de l'invention, qui sont représentés à l'aide des dessins. La figure 1 représente en coupe une première forme d'exécution d'une installation de chauffage et de climatisation conforme à l'invention qui procède à un conditionnement aussi bien de l'avant que de l'arrière de l'habitacle, La figure 2 représente une installation de chauffage et de climatisation semblable à la figure 1, simplement prévue pour un conditionnement de l'avant de l'habitacle, La figure 3 représente une autre forme d'exécution d'une installation de chauffage ou de climatisation conforme à l'invention semblable aux figures 1 et 2, avec ventilation de l'arrière de l'habitacle, La figure 4 représente une autre forme d'exécution d'une installation de chauffage et de climatisation conforme à l'invention avec un conditionnement combiné de l'avant et de l'arrière, 2813560 La figure 5 représente un extrait d'une installation de chauffage et de climatisation semblable à la figure 4 avec conditionnement de l'arrière, La figure 6 représente une autre forme d'exécution d'une installation de chauffage et de climatisation semblable à la figure 4 avec conditionnement exclusivement à l'avant, et La figure 7 représente une coupe partielle le long de la ligne VII-VII de l'installation de chauffage et de climatisation de la figure 4. Les installations de chauffage et de climatisation décrites ci-dessous sont prévues pour emploi dans le cas de véhicules de tourisme, leur structure étant modulaire ce qui fait apparaître différentes variantes de conditionnement. La structure et la disposition de principe des installations de chauffage et de climatisation dans des véhicules à moteur sont connues, de sorte que sur ce point aucune explication détaillée n'est plus nécessaire. L'installation de chauffage et de climatisation de la figure 1 présente un capot de climatisation 1 dans lequel est disposé un évaporateur 2. On amène à l'évaporateur 2, au moyen d'un ventilateur non représenté en détail, de l'air qui parvient ensuite dans un premier espace de répartition de l'air 3. Dans la partie supérieure du capot 1 est disposé un corps chauffant 4 équipé d'une régulation basée sur l'eau. Dans ce but est intégré, dans une caisse à eau du corps chauffant 4, un régulateur 5 qui sert à la commande électrique de corps chauffants à coefficient de température positif PTC, non représentés en détail et situés à l'intérieur du corps chauffant 4. Le corps chauffant 4 et le capot de climatisation 1 comportent une séparation gauche/droite en ce sens que, de façon analogue à la figure 7, est prévue dans le capot de climatisation 1 une cloison 28 qui permet un conditionnement indépendant de la place du conducteur et de la place voisine. A la sortie du corps chauffant 4 est prévu, dans le capot de climatisation 1, un autre espace de répartition de l'air 6 qui conduit l'air, éventuellement conditionné par le corps chauffant 4, jusqu'aux différentes buses de sortie d'air 8, 9, 20 de l'avant de l'habitacle du véhicule de 6 2813560 tourisme. Dans ce but sont prévus des volets à air appropriés qui ne sont pas désignés en détail. Les buses de sortie d'air 8 conduisent jusqu'aux buses latérales et médianes dans la zone du tableau de bord. La buse de sortie d'air 9 conduit à des ouvertures de dégivrage au-dessous du parebrise. Les buses de sortie d'air 20 servent au conditionnement de l'endroit des pieds à l'avant. En parallèle à l'espace de répartition de l'air 6 est prévu un canal d'air froid 7 qui peut conduire de l'air froid jusqu'aux buses de sortie d'air 8. Ces buses peuvent être commandées par un volet à air 15. Immédiatement en-dessous du volet à air 15 est prévue dans le capot de climatisation 1 une ouverture de sortie d'air 13 qui fait partie d'un tronçon de raccordement arrière - vu dans le sens de marche normal du véhicule de tourisme - du capot de climatisation 1. L'ouverture de sortie d'air 13 est entourée de profilages de rebord 14 qui servent à centrer ou à positionner différents organes de conditionnement de l'arrière de l'habitacle (figures 1 à 3). A peu près au niveau de l'extrémité de sortie du canal de guidage d'air 7 dans le capot de climatisation 1, l'extrémité supérieure du tronçon de raccordement du capot de climatisation I est constituée par la profilage de rebord 14. Sur l'ensemble du tronçon de raccordement est rapporté un capot supplémentaire 10 qui est ouvert en direction du capot de climatisation 1. Lorsque le capot supplémentaire 10 de l'organe de conditionnement de l'arrière de l'habitacle est appliqué, la paroi extérieure arrière du capot de climatisation 1 forme donc également la paroi correspondante pour le capot supplémentaire 10. Dans la zone des profilages de rebord 14, qui servent au centrage et au positionnement du capot supplémentaire 10 sur le capot de climatisation 1, sont prévus des moyens d'étanchéité supplémentaires qui garantissent le raccord étanche du capot supplémentaire 10 sur la capot de climatisation 1 et sur l'ouverture de sortie d'air 13. Pour assurer le capot supplémentaire 10 sur le capot de climatisation 1 et pour assurer le raccordement étanche sont prévus des moyens de fixation non représentés. Le capot supplémentaire 10 forme un caisson de partition de l'air dans lequel est intégré un autre corps chauffant 1 1 selon la 7 2813560 représentation de la figure 1. Le corps chauffant 11 comporte également une séparation gauche/droite, étant précisé qu'il n'est pas régulé sur la base de l'eau mais bien plutôt, sur la base de l'air. Dans ce but est prévu dans le capot supplémentaire 10 un volet de répartition 12 qui peut être commandé par des moyens de commande ou de régulation appropriés. Le capot supplémentaire 10 présente plusieurs buses de sortie d'air 17, 19 qui opèrent une ventilation de l'arrière (buses de sortie d'air 17) ainsi qu'une ventilation de l'endroit des pieds de l'arrière de l'habitacle ainsi qu'une fonction de dégivrage des vitres latérales (buses de sortie d'air 19). Du côté sortie du capot supplémentaire 10 est en outre prévu un autre volet à air 16 qui opère la répartition d'air entre les buses pour l'endroit des pieds, pour le dégivrage et pour la ventilation. Les buses de ventilation, c'est-à-dire les buses de sortie d'air 17, se raccordent, par l'intermédiaire de canaux de guidage de l'air appropriés, à des buses pour l'arrière de l'habitacle qui sont orientées sur les positions assises des passagers de l'arrière. En outre le corps chauffant 11 comporte une séparation gauche/droite de sorte qu'en ce qui concerne l'installation de chauffage et de climatisation de la figurel 1, il s'agit d'un conditionnement en quatre zones. A côté de la 'zone avant du conducteur et de son voisin peuvent être chaque fois conditionnées séparément la zone située derrière le conducteur et celle située derrière son voisin. Sur la figure 2 est prévue une variante en deux zones du capot de climatisation 1 de la figure 1, le capot de climatisation 1, comme également toutes les parties fonctionnelles se trouvant dans le capot de climatisation 1, correspondant à la forme d'exécution de la figure 1. Des pièces et des détails de même construction et fonction sont donc munis des mêmes repères que dans l'exemple d'exécution de la figure 1. L'installation de chauffage et de climatisation de la figure 2 ne permet toutefois qu'un conditionnement de l'avant de l'habitacle. Car l'ouverture de sortie d'air 13, disposée au-dessous du corps chauffant 4 et au-dessous du volet à air 15, est ici obturée de façon étanche par un couvercle 18. Le couvercle 18 est muni de profilages d'enfichage ou de crantage qui sont adaptés au profilage 8 2813560 de rebord 14 du capot de climatisation 1, de sorte qu'est garantie une assise étanche du couvercle 18 dans l'ouverture de sortie d'air 13. Au couvercle 18 sont de préférence associés des moyens d'étanchéité supplémentaires qui ne sont pas désignés en détail. D'autres couvercles pour la solution conforme à l'invention peuvent être formés par des corps cylindriques comme des bouchons ou analogues. Dans le cas de l'exemple d'exécution de la figure 3, est représentée une variante en trois zones dérivée de l'installation de chauffage et de climatisation de la figure 1 et de l'installation de chauffage et de climatisation de la figure 2. Ici est ajouté, en tant qu'organe de conditionnement de l'arrière de l'habitacle dans la zone de l'ouverture de sortie d'air 13, un dispositif de guidage de l'air 21 qui permet une ventilation de l'arrière de l'habitacle. De ce fait n'est toutefois possible aucun conditionnement distinct et individuel du côté gauche et du côté droit de l'arrière de l'habitacle. Bien plutôt, par l'intermédiaire du dispositif de guidage d'air 21 ne peut exclusivement être dérivé du capot de climatisation 1 que de l'air froid qui est refroidi par l'évaporateur 2. Le conditionnement de l'endroit des pieds de l'arrière de l'habitacle se fait au moyen de canaux de guidage de l'air 20' qui dérivent du capot de climatisation 1 en ce sens qu'ils dérivent des canaux 20 prévus pour l'endroit des pieds à l'avant, selon la figure 3. Les trois installations de chauffage et de climatisation selon les figures 1 à 3 présentent le même capot de climatisation 1, étant précisé que pour obtenir les différentes fonctions de conditionnement il suffit de procéder à des modifications dans la zone de l'ouverture de sortie d'air inférieure 13, l'ouverture de sortie d'air 13 étant soit obturée soit reliée à un dispositif de guidage de l'air 21 (figure 3) ou à un capot supplémentaire 10 (figure 1). Dans le cas de l'installation de chauffage et de climatisation de la figure 4, des parties de fonction et de construction identiques aux exemples de réalisation des figures 1 à 3 sont munies des mêmes repères. Des parties qui sont simplement de même fonction mais qui 9 2813560 s'en écartent en construction sont désignées par les mêmes repères mais avec ajout de la lettre a. Sur la figure 4 sont également représentés le ventilateur 23, placé à l'entrée de l'évaporateur 2, ainsi qu'une entrée d'air frais 22 prévue en avant du ventilateur 23. Ces composants sont en principe connus, de sorte qu'il n'est pas nécessaire d'en venir en détail ici à ce sujet. De même les parties de fonction et/ou de construction identique du capot de climatisation la ne sont pas décrites davantage. On renvoie pour cela à la description relative aux exemples d'exécution selon les figures 1 à 3. De façon analogue à la figure 1, au capot de climatisation 1 de la figure 4 est ajouté un capot supplémentaire 1Oa qui, comme pour la figure 1, fait partie d'un organe de conditionnement de l'arrière de l'habitacle. Est également valable pour l'organe de conditionnement de l'arrière de l'habitacle le fait que des parties identiques à l'exemple de l'exécution de la figure 1 sont munies des mêmes repères et que celles de même fonction mais non de même construction sont munies des mêmes repères avec ajout de la lettre a. En complément, on se réfère donc simplement encore à la figure 7 qui représente, en vue de dessus et en coupe, une partie' de l'installation de chauffage et de climatisation de la figure 4. Sur cette représentation on peut voir la séparation gauche/droite dans la zone du capot de climatisation du fait de la représentation de la cloison 28 qui s'étend verticalement et selon la direction longitudinale du véhicule. On peut voir en outre que les zones de sortie d'air 8a se divisent en buses médianes 29 et en buses latérales 30. Le fonctionnement de l'organe de conditionnement de l'arrière de l'habitacle, présentant le capot supplémentaire 10a, y compris des zones de sortie d'air, 17a et 19a, du volet de répartition 12a et du volet d'air 16 correspondent à l'exemple d'exécution de la figure 1, de sorte que, pour la poursuite de l'explication, on peut renvoyer à l'exemple d'exécution de la figure 1. Sont simplement indiqués en tireté les canaux de guidage d'air 20a qui conduisent jusqu'aux buses de l'endroit des pieds à l'avant. L'installation de chauffage et de climatisation de la figure 4 représente également, de façon 2813560 analogue à l'installation de chauffage et de climatisation de la figure 1, une variante à quatre zones. Les installations de chauffage et de climatisation des figures 5 et 6 partent d'un capot de climatisation la selon la figure 4, un dispositif de guidage d'air 24 étant prévu dans la zone de l'ouverture de sortie d'air 13a dans le cas de la forme d'exécution de la figure 5. Ce dispositif présente un capot dans lequel est intégré un volet à air 27. Le dispositif de guidage d'air 24 conduit jusqu'aux buses de l'arrière qui conditionnent les positions assises à l'arrière de l'habitacle. Le clapet à air 27 sert à ajouter et mélanger de l'air froid dans les canaux 25 correspondant à l'endroit pour les pieds à l'arrière, ces canaux 25 dérivant du capot de climatisation la en commun avec les canaux pour l'endroit pour les pieds à l'avant. Pour les buses de ventilation 17a pour l'arrière de l'habitacle un conditionnement est possible de façon analogue, puisque, selon chaque fois la position du volet à air 27, l'air chauffé et amené par les canaux 25 prévus pour l'endroit des pieds à l'arrière peut également servir pour le conditionnement de l'air amené aux buses 17 de ventilation de l'arrière de l'habitacle. Une séparation à gauche et à droite et par conséquent un conditionnement indépendant à gauche et à droite pour l'arrière de l'habitacle ne sont toutefois pas possibles de sorte que dans le cas de l'exemple d'exécution de la figure 5, il s'agit d'une variante à trois zones. Dans le cas de l'exemple d'exécution de la figure 6, est représentée une variante à deux zones semblable à l'exemple d'exécution de la figure 2. Ici également est vrai que les parties de même fonction et de même construction présentent les mêmes repères et que les parties de même fonction mais non de même construction présentent les mêmes repères avec ajout de la lettre a. Les canaux de guidage de l'air 26 qui dérivent de l'espace de répartition d'air 6a derrière le corps chauffant 4 et sortent du capot de climatisation servent à conditionner l'endroit des pieds à l'avant de l'habitacle. Les exemples d'exécution des figures 4 et 6 partent également chacun du même module de base, à savoir le capot de climatisation 1 a auquel peuvent se raccorder différents organes de conditionnement pour l'arrière de l'habitacle, à moins que l'on obture au moyen d'un couvercle 18a son ouverture de sortie d'air 13a. Selon chaque fois le but d'utilisation, on peut donc réaliser de façon simple une variante à deux zones, une variante à trois zones et une variante à quatre zones, le capot de climatisation l a lui-même ne devant pas être modifié. 12 2813560 REVENDICATIONS 1. Installation de chauffage et de climatisation pour un véhicule à moteur, comportant un capot de climatisation dans lequel est intégré au moins un organe de transfert de chaleur et qui présente plusieurs ouvertures de sortie d'air pour guider l'air jusqu'aux zones de l'habitacle avant du véhicule à moteur, caractérisée par le fait qu'à l'extérieur le capot de climatisation (1, la) présente, pour la liaison avec un organe de conditionnement de l'arrière, que l'on peut rapporter au choix, un tronçon de raccordement qui est muni d'au moins une ouverture de sortie d'air (13, 13a) et qui, en cas de non-utilisation, peut être obturé de façon étanche par un couvercle amovible (18, 18a). 2. Installation de chauffage et de climatisation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que comme organe de conditionnement de l'arrière (21, 24) est prévu un dispositif de guidage de l'air guidant jusqu'à l'arrière. 3. Installation de chauffage et de climatisation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'organe de conditionnement de l'arrière présente un capot supplémentaire (10, 10Oa) dans lequel sont intégrés au moins un élément de commande de l'air (12, 12a) et/ou un organe de transfert de la chaleur (1 1). 4. Installation de chauffage et de climatisation selon la revendication 1 à 3, caractérisée par le fait que l'organe de transfert de la chaleur (4, 11) présente une séparation gauche/droite. 5. Installation de chauffage et de climatisation selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le tronçon de raccordement est sensiblement plus grand que l'ouverture de sortie d'air (13, 13a) et que le capot supplémentaire (10, 10a) présente un tronçon de capot ouvert qui peut se rapporter de façon étanche contre le tronçon de raccordement du capot de climatisation (1, la). 1 3 2813560 6. Installation de chauffage et de climatisation selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le tronçon de raccordement et l'organe de conditionnement de l'arrière sont munis de profilage de rebord (14, 14a) qui se correspondent l'un à l'autre et peuvent s'ajuster l'un dans l'autre. 7. Installation de chauffage et de climatisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les organes de transfert de chaleur (4, 11) sont munis d'une régulation basée sur l'eau ou sur l'air.