Brevet FR2909933A1 — publié le 20080620

La présente invention concerne un dispositif de climatisation pour un véhicule de transport, ainsi qu'un véhicule de transport pourvu d'un tel dispositif de climatisation. L'invention vise en particulier, mais non exclusivement, les véhicules de transport dont le trajet comporte au moins un arrêt en station, durant lequel des personnes sont susceptibles de monter dans ce véhicule, ou bien d'en descendre. Selon l'invention, ce véhicule peut être éventuellement guidé en site propre, notamment par l'intermédiaire de fils électriques, de rails ou encore de moyens optiques. Un tel véhicule de transport comprend, de façon classique, un châssis monté sur au moins un essieu portant des organes de roulement, qui sont le plus souvent des roues pourvues de pneumatique. Dans ces conditions, les véhicules de transport au sens de l'invention comprennent notamment, mais non exclusivement, les autobus, les trolleybus ou encore les tramways. Cependant, l'invention trouve également son application à des véhicules de transport du type autocar. De façon habituelle, le dispositif de climatisation équipant ces véhicules comprend un compresseur, à partir duquel s'étend un conduit tubulaire en forme de boucle, dans lequel circule un fluide frigorigène. Ce dernier traverse de façon successive un étage de condensation, puis un étage d'évaporation dans lequel il fournit les frigories nécessaires au rafraîchissement de l'air du véhicule. Cette solution connue présente cependant certains inconvénients. Ainsi, elle se révèle peu satisfaisante en termes écologiques, puisqu'elle utilise une quantité importante de fluide frigorigène. Ceci est dû au fait que le conduit tubulaire précité présente des dimensions importantes, 2909933 2 étant donné qu'il s'étend sensiblement sur toute la longueur du véhicule, de manière a climatiser les différentes zones de ce dernier. Enfin, cette solution induit une surconsommation d'énergie notable, puisqu'elle 5 s'accompagne d'une augmentation sensible de la consommation de carburant. Ceci étant précisé, l'invention vise à remédier à ces différents inconvénients. A cet effet, elle a pour objet un dispositif de 10 climatisation pour véhicule de transport, notamment du type autobus, trolleybus, tramway ou autocar, comprenant : - une zone principale de production de froid qui comporte un compresseur, une boucle principale véhiculant un fluide frigorifique principal, ainsi qu'un étage de 15 condensation et un étage d'évaporation traversés par cette boucle principale; et - une boucle auxiliaire véhiculant un fluide auxiliaire, cette boucle auxiliaire étant en échange de chaleur, d'une part avec la boucle principale, et d'autre 20 part avec l'air de l'habitable du véhicule à climatiser. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la boucle auxiliaire est en échange de chaleur avec la boucle principale dans un premier échangeur appartenant à l'étage d'évaporation de la zone principale ; 25 - la boucle auxiliaire est en échange de chaleur avec l'habitacle du véhicule dans au moins un second échangeur, dont est muni au moins un diffuseur placé sur la caisse du véhicule ; - le fluide auxiliaire est de l'eau 30 éventuellement additivée, en particulier glycolée ; - le fluide frigorifique principal est le R410A ; - le ou chaque diffuseur comprend une entrée d'air à climatiser, ledit échangeur, un ventilateur ainsi 2909933 3 qu'une grille d'évacuation de l'air climatisé vers l'habitacle ; - la boucle auxiliaire est mise en communication avec une réserve de fluide auxiliaire froid, maintenu à une 5 température comprise entre 5 et 10 C. L'invention a également pour objet un véhicule de transport, notamment autobus, trolleybus, tramway ou autocar, comprenant une caisse reposant sur au moins un essieu associé à des organes de roulement, notamment des 10 roues montées sur pneumatiques, ainsi qu'un dispositif de climatisation tel que ci-dessus. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la zone principale de production de froid est placée à l'arrière de ce véhicule ; 15 - la boucle auxiliaire s'étend sur sensiblement toute la longueur de ce véhicule de transport ; - la réserve de fluide auxiliaire est placée à l'arrière du véhicule ; - les diffuseurs sont répartis régulièrement sur 20 la longueur du véhicule de transport ; - le compresseur de la zone principale de production de froid est intégré au moteur du véhicule. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la 25 description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un véhicule de transport conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective, 30 illustrant de façon schématique un véhicule de transport, ainsi qu'un dispositif de climatisation conforme à l'invention, qui équipe ce véhicule ; et 2909933 4 - la figure 2 est une vue en coupe transversale, illustrant un diffuseur d'air équipant le véhicule de transport de la figure 1. Le véhicule de transport illustré sur la figure 1, 5 qui est par exemple un autobus, un trolleybus, un tramway ou encore un autocar, comprend de façon connue en soi une caisse 2, qui est représentée de façon schématique en traits mixtes. Cette caisse est montée de manière classique sur deux essieux respectivement avant et arrière, qui sont 10 équipés d'organe de roulement. Dans l'exemple illustré, ceux-ci sont des roues montées sur pneumatiques, affectées respectivement des références 4 et 6 pour les essieux avant et arrière. Ainsi, sur la figure 1, la partie avant du véhicule de transport est représentée sur la gauche, alors 15 que sa partie arrière est présente à droite. Le dispositif de climatisation équipant ce véhicule de transport comprend tout d'abord un compresseur 8, de type connu en soi. Ce dernier est prévu à l'arrière du véhicule, dans la mesure où il est intégré au moteur de 20 celui-ci, qui est noté M et qui est représenté de façon schématique. Un conduit tubulaire en forme de boucle 10, dans lequel circule un fluide frigorifique dit principal, s'étend à partir de ce compresseur 8, uniquement en partie arrière du véhicule de transport. 25 Cette boucle 10 s'étend tout d'abord au travers d'un étage de condensation C, qui comporte de façon classique un échangeur 12 et des ventilateurs 14. En outre, cette boucle 10 s'étend au travers d'un étage d'évaporation E, qui comprend notamment un échangeur 20. 30 Ces différents organes mécaniques et thermodynamiques sont de type connu en soi, de sorte qu'ils sont décrits succinctement dans ce qui précède. Le compresseur 8, la boucle 10, ainsi que les étages respectifs de condensation 2909933 5 C et d'évaporation E, forment une zone principale Z de production de froid, placée à l'arrière du véhicule. Le dispositif de climatisation conforme à l'invention comprend également une boucle auxiliaire 16, dans laquelle 5 circule un fluide auxiliaire, tel que de l'eau additivée, en particulier de l'eau glycolée. A cet effet, cette boucle est par exemple pourvue d'une pompe de circulation non représentée. Cette boucle auxiliaire s'étend globalement de façon longitudinale, entre l'avant et l'arrière du véhicule 10 de transport. On note ainsi 161 son extrémité avant et 162 son extrémité arrière. Cette extrémité arrière 162 est mise en communication avec une réserve 18, dans laquelle est stockée une petite partie du fluide auxiliaire à basse température, comprise 15 par exemple entre 5 et 10 C. Cette réserve est par exemple logée dans le compartiment moteur du véhicule. Par ailleurs, cette extrémité arrière 162 est mise en échange de chaleur avec la boucle principale 10, au sein de l'échangeur 20 appartenant à l'étage d'évaporation E. Dans 20 sa partie intermédiaire, la boucle auxiliaire 16 est placée en échange de chaleur avec des diffuseurs de toit, qui sont prévus en l'occurrence au nombre de quatre et sont affectés des références 221 à 224. Enfin, à son extrémité avant 161r la boucle 16 est placée en échange de chaleur avec un 25 diffuseur supplémentaire 23, de type connu en soi, qui est intégré à la planche de bord du véhicule. La figure 2 illustre plus précisément l'un 221 des diffuseurs de toit, étant entendu que les trois autres présentent une structure identique. Ce diffuseur 221r qui 30 est ménagé dans la partie supérieure 21 de la caisse 2 du véhicule, comprend une entrée d'air non représentée, un échangeur 24 de type fluide auxilaire/air, un ventilateur 26 ainsi qu'une grille de diffusion 28. Par ailleurs, les deux branches 16' et 16" de la boucle 16, référencées sur 2909933 6 la figure 1, sont pourvues de dérivations respectives 30' et 30", qui pénètrent dans l'échangeur 24. L'utilisation du dispositif de climatisation conforme à l'invention, décrit ci-dessus, va maintenant être 5 explicitée dans ce qui suit. En service, la boucle principale 10 fournit des frigories de manière classique, en aval de l'étage de condensation C. Cependant, contrairement aux solutions habituelles, ces frigories ne sont pas délivrées 10 directement à l'air de l'habitacle du véhicule mais sont cédées, dans l'échangeur 20, au fluide auxiliaire circulant dans la boucle 16. Ce fluide auxiliaire transporte alors ces frigories en direction des différents diffuseurs 221 à 224, où elles 15 sont alors cédées à l'air de l'habitacle au sein des échangeurs 24. L'admission d'air ainsi climatisé, vers l'intérieur de l'habitacle, est matérialisée par la flèche F à la figure 2. L'invention permet d'atteindre les objectifs 20 précédemment mentionnés. Ainsi, elle présente un avantage substantiel par rapport aux solutions antérieures, en termes écologiques. En effet, la boucle frigorifique principale 10 véhicule un fluide susceptible d'être, soit à fort potentiel d'effet de 25 serre, soit faiblement inflammable ou toxique. Or, dans l'invention, cette boucle 10 présente une longueur sensiblement réduite par rapport à l'état de la technique, étant donné qu'elle s'étend uniquement au voisinage de la partie arrière du véhicule. Dans ces 30 conditions, le transport des frigories le long du véhicule est assuré par le fluide auxiliaire, susceptible de présenter des propriétés écologiques bien supérieures, notamment s'il est à base d'eau. 2909933 7 L'invention est également avantageuse, par rapport aux solutions antérieures, en terme d'inertie thermique. En effet, dans l'état de la technique faisant appel à une unique boucle de froid, l'arrêt du moteur diesel provoque 5 un arrêt de la production d'air climatisé au bout d'un temps très court, de l'ordre de quelques secondes. En revanche, grâce à l'invention, la présence de la boucle auxiliaire de grande longueur, associée à une réserve de fluide froid, permet de garantir la climatisation de l'air 10 pendant une durée plus longue, de l'ordre d'une minute. Enfin, on notera que la plupart des solutions antérieures font appel à un fluide frigorifique qui est dénommé R134A. Selon une caractéristique de l'invention, le fluide circulant dans la boucle principale 10 est le R410A, 15 de type connu en soi, qui présente des propriétés thermodynamiques nettement supérieures. Dans ces conditions, le rendement s'en trouve amélioré, ce qui permet de diminuer de façon correspondante la consommation de carburant du véhicule. REVENDICATIONS 1. Dispositif de climatisation pour véhicule de 5 transport, notamment du type autobus, trolleybus, tramway ou autocar, comprenant : - une zone principale (Z) de production de froid qui comporte un compresseur (8), une boucle principale (10) véhiculant un fluide frigorifique principal, ainsi qu'un 10 étage de condensation (C) et un étage d'évaporation (E) traversés par cette boucle principale (10) ; et - une boucle auxiliaire (16) véhiculant un fluide auxiliaire, cette boucle auxiliaire étant en échange de chaleur, d'une part avec la boucle principale (10), et 15 d'autre part avec l'air de l'habitable du véhicule à climatiser. 2. Dispositif de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle auxiliaire (16) est en échange de chaleur avec la boucle principale (10) dans un 20 premier échangeur (20), appartenant à l'étage d'évaporation (E) de la zone principale (Z). 3. Dispositif de climatisation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la boucle auxiliaire (16) est en échange de chaleur avec l'habitacle du véhicule dans au 25 moins un second échangeur (24), dont est muni au moins un diffuseur (221-224) placé sur la caisse du véhicule. 4. Dispositif de climatisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide auxiliaire est de l'eau éventuellement additivée, en 30 particulier glycolée. 5. Dispositif de climatisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fluide frigorifique principal est le R410A. 2909933 9 6. Dispositif de climatisation selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le ou chaque diffuseur (221-224) comprend une entrée d'air à climatiser, ledit échangeur (24), un ventilateur (26) ainsi qu'une grille (28) d'évacuation de l'air climatisé vers l'habitacle. 7. Dispositif de climatisation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boucle auxiliaire (16) est mise en communication avec une réserve (18) de fluide auxiliaire froid, maintenu à une température comprise entre 5 et 10 C. 8. Véhicule de transport, notamment autobus, trolleybus, tramway ou autocar, comprenant une caisse (2) reposant sur au moins un essieu associé à des organes de roulement, notamment des roues (4, 6) montées sur pneumatiques, ainsi qu'un dispositif de climatisation conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Véhicule de transport selon la revendication 8, caractérisé en ce que la zone principale (Z) de production de froid est placée à l'arrière de ce véhicule. 10. Véhicule de transport selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la boucle auxiliaire (16) s'étend sur sensiblement toute la longueur de ce véhicule de transport. 11. Véhicule de transport selon la revendication 10, comprenant un dispositif de climatisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que la réserve de fluide auxiliaire est placée à l'arrière du véhicule. 12. Véhicule de transport selon l'une des revendications 8 à 11, comprenant un dispositif de climatisation selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que les diffuseurs (221-224) sont répartis régulièrement sur la longueur du véhicule de transport. 2909933 10 13. Véhicule de transport selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le compresseur (8) de la zone principale (Z) de production de froid est intégré au moteur (M) du véhicule.