Brevet FR2846601A1 — publié le 20040507

APPAREIL DE CHAUFFAGE ETIOU DE CLIMATISATION POUR HABITACLE DE VEHICULE AUTOMOBILE MUNI D'UN BRULEUR L'invention se rapporte à un appareil de chauffage et/ou de climatisation pour habitacle de véhicule automobile comprenant un brleur, et d'un véhicule automobile équipé d'un tel appareil. Dans les véhicules automobiles actuels, les appareils de chauffage et/ou de climatisation font typiquement appel à un radiateur comme organe de chauffage. Ce radiateur présente un circuit de fluide caloporteur et un échange sur l'air, lequel est propulsé à une certaine température pour 10 réchauffer l'habitacle par l'intermédiaire de conduites d'aération. Dans certains cas, notamment le dégivrage avec moteur au ralenti et avec une température externe très basse, la puissance calorifique fournie par ce radiateur est insuffisante pour permettre une bonne efficacité de l'appareil. Il est alors souhaitable de fournir une plus forte puissance calorifique. Une solution 15 communément proposée consiste à coupler le radiateur à fluide caloporteur avec une résistance électrique. La puissance calorifique ainsi produite est supérieure, mais malheureusement pas suffisante pour dégivrer rapidement une surface vitrée importante, ou lorsque les demandes en air chaud à l'intérieur de l'habitacle sont très importantes, surtout avec le moteur tournant 20 au ralenti. Pour résoudre ce problème, l'invention propose de coupler le radiateur principal avec un organe de chauffe plus performant, même avec le moteur tournant au ralenti, afin de permettre une montée en température plus rapide et la fourniture d'une puissance calorifique plus élevée. Plus précisément, l'invention a pour objet un appareil de chauffage et/ou de climatisation pour habitacle de véhicule automobile comprenant un conduit principal de circulation d'air à l'intérieur duquel sont logés au moins: - un pulseur, - un évaporateur, - un organe principal de chauffage, ledit appareil comportant en outre un brleur fournissant un surcroît de puissance calorifique, si nécessaire. Avantageusement, le brleur est en relation thermique avec le 35 radiateur et fournit un apport calorifique supplémentaire à l'air par l'intermédiaire dudit radiateur. Selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention, le brleur est monté en série avec l'organe principal de chauffage avec lequel il partage un circuit commun de circulation de fluide caloporteur. Selon une variante de réalisation, le brleur est monté en 5 parallèle avec l'organe principal de chauffage avec lequel il partage un circuit fermé commun de circulation de fluide caloporteur. Selon des modes préférés de réalisation de l'invention - le brleur présente une admission d'air comburant pour recueillir l'air propulsé par le pulseur; - l'appareil comprend en outre un volet d'obturation placé en amont du brleur pour répartir l'air pulsé entre l'admission dudit brleur et l'organe principal de chauffage, afin d'envoyer la juste quantité d'air en direction du brleur; - le pulseur est à vitesse variable en fonction des besoins en 15 air du brleur et de l'organe principal de chauffage; un pulseur auxiliaire dédié est monté en amont du brleur, ou intégré dans ledit brleur, pour l'alimenter directement en air comburant; - le brleur est lié mécaniquement audit appareil avec lequel il forme un ensemble unitaire; - le brleur est placé à l'intérieur du conduit de circulation d'air; - le brleur est placé en dehors du conduit de circulation d'air, dans un compartiment moteur séparé dudit appareil par un tablier; - le circuit de transport de fluide caloporteur reliant le brleur 25 et l'organe principal de chauffage est muni d'une pompe; - le brleur est relié au circuit de transport de fluide caloporteur par l'intermédiaire de connexions rapides disposées en dehors du conduit de circulation d'air pulsé; - le circuit de transport de fluide caloporteur est équipé d'une 30 vanne permettant de faire fonctionner ledit circuit en boucle fermée; - le brleur est du type fonctionnant avec un carburant liquide à base de pétrole, et il est relié à une alimentation en carburant et à une sortie des gaz de combustion; - l'appareil comprend en outre un conduit de recyclage de l'air 35 de l'habitacle en direction du conduit principal de circulation d'air, aboutissant en amont du pulseur, ainsi qu'un volet d'obturation dudit conduit de recyclage. L'invention a également pour objet un véhicule équipé d'un appareil de chauffage et/ou de climatisation tel que présenté précédemment. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple qui représentent respectivement: - la figure 1, une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation préféré d'un appareil de chauffage et/ou de climatisation conforme à l'invention, - la figure 2, une vue schématique en coupe d'un second 10 mode de réalisation préféré d'un appareil de chauffage et/ou de climatisation conforme à l'invention, - les figures 3 et 4, des vues schématiques de détail d'une variante de réalisation des figures 1 et 2. Les figures 1 et 2 représentent un appareil 10 de chauffage 15 et/ou de climatisation pour habitacle de véhicule conformément à l'invention. Pour simplifier la description, les mêmes éléments communs à toutes les figures portent des références identiques. Cet appareil 10 comprend un conduit de circulation d'air 12 se terminant, selon le sens de circulation de l'air illustré par la flèche F, par trois 20 conduits d'aération 12a, 12b et 12c amenant respectivement de l'air chaud ou froid aux diverses zones de l'habitacle telles que le pare-brise pour le dégivrage, une zone médiane pour le torse et la tête des passagers, et une zone basse pour les pieds des passagers. Un conduit 12d de recyclage d'air est également prévu en partie basse. Le conduit de circulation d'air 12 est communément séparé d'un compartiment moteur 16 par l'intermédiaire d'un tablier rigide 14 disposé sensiblement verticalement. Un pulseur principal 18, un évaporateur sur l'air 20 et un radiateur 22 sont montés à l'intérieur du conduit 10, les uns derrières les 30 autres selon le sens F de circulation de l'air. Un brleur 24 fonctionnant par combustion de carburant à base de pétrole, tel que de l'essence ou du GPL, est également monté dans l'appareil 10. Dans toutes les solutions présentées, le brleur 24 fait de préférence partie intégrante de l'appareil de chauffage et/ou de climatisation 35 10 de façon à former un ensemble unitaire, et ce quelle que soit la position dudit brleur 24 dans ou hors du compartiment moteur 16. Le brleur 24 et le radiateur 22 partagent un circuit commun 26 de transport de fluide caloporteur muni d'une pompe électrique 28, de telle sorte que le brleur 24 peut apporter un surcroît de puissance calorifique au radiateur 22 lorsque cela est nécessaire. A l'intérieur du brleur 24, le circuit 26 peut notamment prendre la forme d'un serpentin. Le brleur 24 est relié à une entrée d'essence 30 et à une sortie de gaz de combustion 32, par exemple avec des connexions rapides 42 montées du côté du compartiment moteur 16, et il présente une admission 31 d'air pulsé pour alimenter en comburant une chambre interne de combustion 10 (non représentée). Une vanne 34 est aussi prévue sur le circuit de transport du fluide caloporteur 26 pour faire fonctionner, si besoin, ledit circuit en boucle fermée. Un volet d'obturation 36 est également placé à l'extrémité du conduit de recyclage d'air 12d, en amont du pulseur 18. Sur la figure 1, le brleur 24 est monté en amont de 15 l'évaporateur 20 et en aval du pulseur principal 18. Un volet 38 est en outre prévu en amont du brleur 24 pour répartir l'air pulsé entre l'admission d'air 31 du brleur 24 et le radiateur 22. Un volet de distribution et de mixage 40 est également prévu en amont du radiateur 22, comme cela est habituellement le cas dans les appareils de chauffage et/ou de climatisation. Le pulseur 18 est 20 de type modulable en puissance et en vitesse pour s'adapter aux besoins combinés du brleur 24 et du radiateur 22, et pour s'ajuster aux besoins en chaleur à fournir à l'habitacle. Sur la figure 2, le brleur 24 est placé à l'intérieur du compartiment moteur 16, proche du tablier 14, ce qui garantit une meilleure 25 sécurité à l'explosion, au feu et aux odeurs de carburant. Un pulseur auxiliaire dédié 44 est prévu en amont du brleur 24, voir intégré à celui-ci, pour l'alimenter en air comburant. Le fonctionnement de cet appareil est expliqué ci-après. Lorsque les besoins en air chaud sont importants, notamment lorsqu'il fait très 30 froid dehors et qu'il est souhaitable de dégivrer rapidement une grande surface de pare-brise ou de chauffer fortement l'habitacle, le brleur 24 est mis en route pour ajouter sa puissance calorifique à celle du radiateur 22. Dans la solution illustrée par la figure 1, le pulseur 18 sert à la fois à alimenter en air le brleur 24 pour réaliser la combustion interne 35 réchauffant le liquide caloporteur envoyé au radiateur 22, et à puiser de l'air dans la conduite 12 pour le faire traverser ledit radiateur de chauffage 22. La puissance calorifique délivrée par cet appareil de chauffage et/ou de climatisation 10 est donc supérieure à celle délivrée par un appareil de l'art antérieur ne comportant qu'un radiateur car le liquide caloporteur, par exemple de l'eau, est chauffée par le brleur 24 avant de passer dans le radiateur 22. 5 Par ailleurs, le circuit de transport de fluide caloporteur 26 étant commun au brleur 24 et au radiateur 22, les pertes thermiques sont réduites car toute la puissance calorifique contenue dans le fluide caloporteur est utilisée pour chauffer l'air, Le brleur 24 étant chaud lorsque la combustion interne se produit, il peut ainsi participer directement au réchauffement de l'air qui passe 10 autour de lui avant d'arriver au radiateur 22. La vanne 34 permet au circuit 26 de fonctionner en circuit fermé en ne mettant pas en communication la branche aérotherme/brleur avec le reste du circuit de refroidissement du moteur thermique, afin d'améliorer les performances en transitoire. Dans la solution illustrée par la figure 2, de l'air est propulsé 15 directement en direction de l'admission 31 du brleur 24 par le pulseur auxiliaire dédié 44. Comme dans la solution précédente, la puissance calorifique délivrée par un tel appareil de chauffage et/ou de climatisation 10 est supérieure à celle délivrée par un appareil conventionnel de l'art antérieur car le brleur 24 réchauffe le liquide caloporteur provenant du moteur avant de 20 l'envoyer dans le radiateur de chauffage 22. L'appareil selon la présente invention permet ainsi de chauffer l'habitacle ou de dégivrer un pare-brise plus rapidement qu'avec les dispositifs de l'art antérieur, avec une puissance calorifique accrue. La vanne 34 permet de laisser au moteur thermique du véhicule la chaleur qu'il produit pour 25 accélérer sa montée en température. En effet, en empêchant la circulation du fluide entre le moteur et le radiateur de l'habitacle, le volume de fluide que le moteur réchauffe est diminué. De plus, en isolant le radiateur du moteur, cela permet d'empêcher que ledit radiateur produise un effet inverse à celui escompté, c'est-à-dire de refroidir le flux de liquide le traversant pendant les 30 premières minutes de fonctionnement " à froid " du moteur. Les figures 3 et 4 illustrent une autre variante dans laquelle le radiateur 22 et le brleur 24 sont montés en parallèle l'un avec l'autre en partageant un circuit commun 26' de circulation de fluide caloporteur muni de deux vannes 41 et 42 de type trois voies. Dans cette solution, soit le radiateur 35 22 est relié de manière classique au moteur qui l'alimente en liquide caloporteur réchauffé (voir figure 4), soit le brleur 24 et la radiateur 22 fonctionnent en circuit fermé (voir figure 3) en se dispensant d'utiliser l'apport de chaleur du moteur du véhicule. Cette solution a pour avantage de permettre de réchauffer l'habitacle du véhicule sans mettre en route le moteur, c'est-à-dire de réaliser un préconditionnement avant de mettre le contact, ce 5 qui est particulièrement apprécié en hiver. Pour cela, il suffit de faire fonctionner le brleur 24 en utilisant le réservoir de carburant du véhicule et un organe d'allumage indépendant. Le brleur 24 possédant une inertie thermique supérieure à celle du moteur thermique dont la montée en température prend plusieurs minutes, il est ainsi possible de fournir 10 rapidement au radiateur 22 un fluide caloporteur à température élevée pour réchauffer l'air pulsé par l'appareil de chauffage et/ou de climatisation 10. L'appareil de chauffage et/ou de climatisation ainsi présenté est simple et sr, notamment grâce aux connexions rapides 42 et en particulier lorsque le brleur 24 est placé dans le compartiment moteur 16. Il doit être bien entendu toutefois que ces exemples sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. Ainsi, l'appareil de chauffage et/ou de climatisation 10 peut être disposé en partie dans l'habitacle et en partie dans le compartiment 20 moteur 16, en traversant le tablier 14. Dans cette solution, le brleur 24 est soit placé dans la partie l'appareil de chauffage et/ou de climatisation disposée dans le compartiment moteur 16, soit dans la partie de l'appareil de chauffage et/ou de climatisation disposée dans l'habitacle. Dans le cas particulier o le brleur 24 possède sont propre 25 pulseur auxiliaire 44, ledit brleur peut être placé n'importe o dans l'appareil, côté habitacle ou compartiment moteur. Le brleur 24 peut notamment être placé en aval du radiateur 22, et non pas en amont, comme illustré par la figure 1 par exemple, sans que cela n'ait une influence néfaste sur la qualité du chauffage de l'air. REVENDICATIONS 1. Appareil (10) de chauffage et/ou de climatisation pour habitacle de véhicule automobile comprenant un conduit principal de circulation d'air (12) à l'intérieur duquel sont logés au moins - un pulseur (18), - un évaporateur (20), - un organe principal de chauffage (22), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un brleur (24) fournissant un surcroît de puissance calorifique à l'appareil (10), si nécessaire. 10 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le brleur (24) est en relation thermique avec le radiateur (22) et fournit un apport calorifique supplémentaire à l'air par l'intermédiaire dudit radiateur (22). 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le brleur (24) est monté en série avec l'organe principal de chauffage (22) avec 15 lequel il partage un circuit commun de circulation de fluide caloporteur (26). 4. Appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le brleur (24) est monté en parallèle avec l'organe principal de chauffage (22) avec lequel il partage un circuit fermé commun de circulation de fluide caloporteur (26'). 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le brleur (24) présente une admission d'air (31) comburant pour recueillir l'air propulsé par le pulseur (18). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un volet d'obturation (38) placé en amont du brleur (24) 25 pour répartir l'air pulsé entre l'admission (31) dudit brleur (24) et l'organe principal de chauffage (22), afin d'envoyer la juste quantité d'air en direction du brleur (24). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédente, caractérisé en ce que le pulseur (18) est à vitesse variable en 30 fonction des besoins en air du brleur (24) et de l'organe principal de chauffage (22). 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel un pulseur auxiliaire dédié (44) est monté en amont du brleur (24), ou intégré dans ledit brleur (24), pour l'alimenter directement en air 35 comburant. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le brleur (24) est lié mécaniquement audit appareil (10) avec lequel il forme un ensemble unitaire. 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, dans lequel le brleur (24) est placé à l'intérieur du conduit de circulation d'air (12). 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le brleur (24) est placé en dehors du conduit de circulation d'air (12), dans un compartiment moteur (16) séparé dudit appareil par un tablier 10 (14). 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, dans lequel le circuit de transport de fluide caloporteur (26, 26') reliant le brleur (24) et l'organe principal de chauffage (22) est muni d'une pompe (28). 13. Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 15 12, dans lequel le brleur (24) est relié au circuit de transport de fluide caloporteur (26, 26') par l'intermédiaire de connexions rapides (42) disposées en dehors du conduit de circulation d'air pulsé (12). 14. Apparéil-selon Yr ne quelconque des revendications 2 à 13, dans lequel le circuit de transport de fluide caloporteur (26, 26') est équipé "0 d'une vanne (34) permettant de faire fonctionner ledit circuit en boucle fermée. 15. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le brleur (24) est du type fonctionnant avec un carburant liquide à base de pétrole, et il est relié à une alimentation (30) en carburant et à une sortie des gaz de combustion (32). 16. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un conduit (12d) de recyclage de l'air de l'habitacle en direction du conduit principal de circulation d'air (12), aboutissant en amont du pulseur (18), ainsi qu'un volet (36) d'obturation dudit conduit de recyclage (12d). 17. Véhicule équipé d'un appareil de chauffage et/ou de climatisation (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.