Brevet FR3010658A1 — publié le 20150320

Dispositif de conditionnement d'air pour véhicule automobile limitant le réchauffement d'air en mode de refroidissement L'invention concerne un dispositif de conditionnement d'air de véhicule automobile comportant des moyens pour chauffer, ventiler et rafraîchir l'air de l'habitacle, afin notamment de réguler la température dans l'habitacle et de désembuer ses vitres. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un tel dispositif est généralement implanté entre les sièges avant et le tableau de bord du véhicule qu'il équipe. Il comporte un carter délimitant une enceinte interne ayant plusieurs entrées d'air et plusieurs sorties d'air, cette enceinte renfermant un évaporateur pour refroidir l'air et un radiateur pour le réchauffer. Différents systèmes de volets et autres obturateurs ajustables sont également prévus pour régler les débits d'air dans l'évaporateur, dans le radiateur et dans les entrées et sorties d'air, de manière à réguler la température de l'air traité. Un tel dispositif est avantageusement du type à double flux d'air : un flux d'air dit supérieur entre et sort par des entrées et sorties situées dans une portion supérieure de l'enceinte, et un flux d'air dit inférieur entre et sort par des entrées et sorties situées dans une portion inférieure de l'enceinte. Deux systèmes de soufflerie distincts forcent la circulation des flux supérieur et inférieur de manière indépendante, pour que le flux supérieur traverse la portion supérieure de l'évaporateur et du radiateur, et pour que le flux inférieur traverse les portions inférieures de ces éléments. Le flux supérieur permet par exemple de réguler la température dans la portion supérieure de l'habitacle et de désembuer les vitres avant du véhicule, alors que le flux inférieur permet par exemple de réguler la température dans la portion inférieure de l'habitacle. Les flux peuvent en outre être dédoublés latéralement : dans ce cas, l'enceinte comporte une paroi interne centrale orientée verticalement qui la partage en deux parties symétriques par rapport à cette paroi. Le flux supérieur comporte alors une partie gauche et une partie droite pour réguler la température respectivement des parties gauche et droite de la portion supérieure de l'habitacle. Il en va de même du flux inférieur. En mode de refroidissement, une circulation de fluide frigorigène est établie dans l'évaporateur pour qu'il refroidisse les flux d'air qui le traversent, et ces flux d'air sont déviés entre l'évaporateur et le radiateur pour être dirigés vers les sorties d'air du dispositif sans traverser le radiateur. En pratique, un volet mobile est prévu pour occulter la face amont du radiateur afin de dévier l'air refroidi par l'évaporateur. Mais comme le radiateur est chaud y compris en configuration de refroidissement, il réchauffe alors ce volet, de sorte que l'air refroidi par l'évaporateur est réchauffé par le volet lorsque qui le dévie, ce qui pénalise l'efficacité thermique du dispositif. OBJET DE L'INVENTION Le but de l'invention est de proposer une solution pour remédier à cet inconvénient. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de conditionnement d'air de véhicule automobile comportant une enceinte ayant au moins une entrée et une sortie d'air et renfermant un évaporateur et un radiateur situé en aval de l'évaporateur par rapport à chaque entrée, pour refroidir et/ou réchauffer l'air, au moins une sortie d'air étant située en vis-à-vis d'une région intermédiaire s'étendant entre l'évaporateur et le radiateur, ce dispositif comportant dans la région intermédiaire au moins un volet à double paroi mobile entre une position fermée pour couvrir le radiateur au moins partiellement et une position ouverte pour laisser le radiateur découvert tout en formant une cloison séparant la région intermédiaire des sorties qui sont situées en vis-à-vis de cette région intermédiaire, les deux parois de chaque volet à double paroi étant espacées l'une de l'autre pour délimiter au moins une canalisation afin d'assurer en position fermée du volet un guidage de l'air issu de l'évaporateur vers les sorties situées en vis-à-vis de la région intermédiaire et une isolation thermique limitant le réchauffement de l'air issu de l'évaporateur par le radiateur. Lorsque le radiateur est alimenté en liquide chaud alors que le système est en configuration de refroidissement, ce radiateur chauffe par rayonnement l'une des parois du volet à double paroi. Mais comme une grande partie de l'air est dévié par l'autre paroi qui est plus froide car non exposée aux rayonnements du radiateur, cet air n'est pas réchauffé en passant au voisinage du radiateur. L'air qui est guidé dans la canalisation que forme le volet à double paroi est lui aussi peu réchauffé du fait qu'il longe la paroi chaude au lieu d'impacter cette paroi, c'est-à-dire au lieu d'être dévié par cette paroi. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, comportant au moins un second volet mobile entre une position ouverte de séparation de la région intermédiaire en une portion inférieure et une portion supérieure, et une position fermée pour couvrir conjointement avec le volet à double paroi le radiateur sur toute sa hauteur. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel l'enceinte comporte au moins une sortie inférieure agencée pour recevoir l'air ayant traversé la portion inférieure de la région intermédiaire lorsque les volets sont ouverts, et au moins une sortie supérieure agencée pour recevoir l'air ayant traversé la portion supérieure de la région intermédiaire lorsque les volets sont ouverts. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, comportant une paroi interne séparant l'enceinte en une partie gauche et une partie droite, et comportant un volet gauche à double paroi monté en partie gauche de la région intermédiaire de l'enceinte et un volet droit à double paroi monté en partie droite de la région intermédiaire. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel l'enceinte comporte une cavité haute par l'intermédiaire de laquelle les sorties supérieures sont alimentées en air, cette cavité haute communiquant elle-même d'une part avec la région intermédiaire lorsque chaque volet est fermé et d'autre part avec une région en aval du radiateur, et dans lequel chaque volet peut occuper des positions intermédiaires entre sa position ouverte et sa position fermée de manière à alimenter la cavité avec un mélange d'air refroidi par l'évaporateur et issu de la région intermédiaire et d'air réchauffé par le radiateur. L'invention concerne également un dispositif tel que défini ci-dessus, dans lequel les deux parois de chaque volet à double paroi sont réunies par au moins trois cloisons pour délimiter deux canalisations. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est une vue latérale en coupe de la partie gauche du dispositif de conditionnement d'air selon l'invention en configuration de réchauffage ; La figure 2 est une vue latérale en coupe de la partie gauche du dispositif de conditionnement d'air selon l'invention en configuration de refroidissement ; La figure 3 est une vue latérale en coupe de la partie gauche du dispositif de conditionnement d'air selon l'invention en configuration intermédiaire ; La figure 4 est une vue d'ensemble en perspective du volet double du dispositif selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'idée à la base de l'invention est d'utiliser un volet mobile comportant une double paroi, pour conjointement canaliser le flux d'air de manière plus efficace vers les sorties d'air supérieures et limiter le réchauffement de cet air par le radiateur. Le dispositif de conditionnement selon l'invention qui est représenté dans les figures en y étant repéré par 1 comporte un carter 2 délimitant une enceinte interne qui renferme un évaporateur 3 pour rafraîchir l'air et un radiateur 4 pour le réchauffer. Ce carter 2 comporte dans sa région inférieure une entrée d'air inférieure commune 6 située en amont de l'évaporateur 3, et une sortie d'air inférieure gauche 7 située en aval du radiateur 4 ainsi qu'une sortie d'air inférieure droite. L'air du flux inférieur est ainsi admis par l'entrée 6 avant d'être dédoublé et de traverser successivement une portion inférieure de l'évaporateur 3 et une portion inférieure du radiateur 4 pour être refoulé par les sorties inférieures gauche et droite. La circulation du flux inférieur est forcée par un système de ventilation non visible dans les figures. La circulation du flux supérieur est quant à elle forcée par une ventilation à volute, repérée par 8, qui alimente une entrée supérieure commune 9 du carter 2. Ce flux supérieur est ensuite dédoublé pour traverser successivement les parties gauche et droite d'une portion supérieure de l'évaporateur 3 et du radiateur 4, avant d'arriver dans les parties gauche et droite d'une cavité haute du carter repérée par 11. Le radiateur 4 ainsi que l'évaporateur 3 sont l'un et l'autre parallélépipédiques, et ils s'étendent à peu près verticalement l'un devant l'autre lorsque le dispositif est en place, le radiateur étant l'élément qui est le plus en avant par rapport au sens d'avancement du véhicule. Les flux d'air supérieur et inférieur suivent des trajectoires horizontales lorsqu'ils traversent successivement ces éléments. 30106 5 8 La cavité haute 11 correspond à la région haute de l'enceinte interne que délimite le carter 2 : elle s'étend au dessus de l'ensemble formé par le radiateur 4 et l'évaporateur 3 à travers lesquels circulent le flux inférieur et le flux supérieur. L'enceinte 2 délimite d'une part une gaine de circulation des flux inférieur et supérieur qui s'étend depuis les entrées 6, 9 tout en refermant l'évaporateur 3 et le radiateur 4, et d'autre part la cavité haute 11 qui est située au dessus de cette gaine et qui communique avec cette gaine au niveau d'une région située en aval du radiateur 4. La gaine et la cavité haute sont partagées chacune en une partie gauche et une partie droite par une paroi centrale de l'enceinte 2, pour dédoubler le flux inférieur et le flux supérieur. Cette paroi centrale n'est pas visible dans les figures qui sont des vues selon un plan de coupe déporté vers la gauche par rapport à cette paroi. La cavité haute 11 comporte trois sorties supérieures gauches et trois sorties supérieures droites symétriques les unes des autres par rapport à la paroi centrale. L'une des sorties supérieures gauche, repérée par 12 est sensiblement contiguë à la sortie inférieure gauche 7 en étant au dessus de celle-ci. Cette sortie supérieure gauche 12 est ainsi située dans le prolongement de la trajectoire naturelle du flux supérieur gauche traversant successivement la partie gauche de la portion haute de l'évaporateur 3 et du radiateur 4. Les deux autres sorties supérieures gauches, repérées par 13 et 14, sont réalisées dans la paroi correspondant au dessus du carter 2 et elles sont situées en vis-à-vis de la région s'étendant entre l'évaporateur 3 et le radiateur 4, cette région intermédiaire étant repérée par 16. L'air du flux supérieur gauche introduit dans la partie gauche de la cavité haute 11 est ainsi refoulé par les sorties supérieures gauche 12, 13, 14. En pratique, la sortie inférieure gauche 7 correspond à la région des pieds du passager arrière gauche de l'habitacle, la sortie supérieure gauche 12 correspond à une autre aération de la partie arrière gauche de l'habitacle. Les sorties supérieures gauche 13 et 14 correspondent respectivement à une aération avant gauche et au désembuage des vitrages situés en partie avant gauche de l'habitacle. Comme on l'a compris, la structure générale du dispositif est symétrique par rapport à la paroi centrale verticale séparant l'enceinte en une partie gauche et une partie droite, de sorte notamment que les sorties droites du dispositif sont les symétriques des sorties gauche définies ci-dessus par rapport à ce plan médian. On a donc un flux inférieur droit et un flux supérieur droit qui circulent dans la partie droite de l'enceinte, de manière analogue aux flux supérieur et inférieur gauches, et qui sont refoulés au niveau des sorties inférieures et supérieures droites de l'enceinte. Comme visible dans la figure 1, le dispositif selon l'invention est équipé d'un volet inférieur gauche 17 et d'un volet supérieur gauche 18 montés dans la partie gauche de la région intermédiaire 16. Ces volets sont mobiles entre une position ouverte correspondant à celle qu'ils occupent dans la figure 1 et une position fermée correspondant à celle de la figure 2. Dans la position ouverte de la figure 1 qui correspond au mode de chauffage, les volets 17 et 18 s'étendent parallèlement à la direction d'écoulement des flux supérieur gauche et inférieur gauche. Et dans la position fermée de la figure 2 qui correspond au mode de refroidissement, ces volets 17 et 18 obstruent la partie gauche du radiateur 4 en recouvrant la partie gauche de sa face qui est en amont par rapport aux flux d'air. Ainsi, dans la configuration de la figure 1, la circulation de fluide frigorigène dans l'évaporateur est arrêtée, et les flux supérieur et inférieur traversent successivement l'évaporateur puis le radiateur 4 pour être réchauffés par celui-ci. Le flux inférieur gauche est refoulé directement par la sortie inférieure gauche 7 alors que le flux supérieur gauche arrive dans la partie gauche de la cavité haute 11 pour être ensuite refoulé par les sorties gauches 12, 13 et 14. Comme visible dans les figures, les différentes sorties gauches sont équipées de volets et autres dispositifs de régulation de débit d'air, de même que les différentes sorties droites. Le volet gauche 18 est situé dans la portion supérieure de la partie gauche de la région intermédiaire 16 en étant monté rotatif sur un axe 19 horizontal orienté transversalement par rapport au flux supérieur, cet axe 19 coïncidant avec un bord supérieur du volet 18. Cet axe 19 s'étend sensiblement dans le plan passant par le bord supérieur du radiateur 4 et le bord supérieur de l'évaporateur 3 en étant plus proche du radiateur 4 que de l'évaporateur 3. Le volet gauche 17 est situé dans la portion inférieure de la partie gauche de la région intermédiaire 16 en étant monté rotatif sur un autre axe 21 parallèle à l'axe 19, et qui coïncide avec le bord supérieur de ce volet inférieur gauche 17. L'axe 21 s'étend sensiblement dans un plan médian qui correspond à la séparation entre le flux supérieur et le flux inférieur. Le volet supérieur gauche à double paroi 18 qui est représenté seul dans la figure 1 comporte une première paroi 22 et une seconde paroi 23 parallèles l'une à l'autre et parallèles à l'axe 19, tout en étant rigidement solidarisées l'une à l'autre par trois cloisons planes 24, 26 et 27 normales à l'axe 19. Ce volet 18 a une forme externe globalement parallélépipédique et il délimite deux tunnels ou canalisations parallèles qui le traversent pour guider l'air. Le volet inférieur gauche 17 est un volet simple, c'est-à-dire constitué d'une paroi unique rectangulaire dont le bord supérieur coïncide avec l'axe de rotation 21. Dans la configuration de chauffage de la figure 1, les deux volets gauches 17 et 18 sont en position ouverte, c'est-à-dire qu'ils s'étendent parallèlement à la direction principale des flux supérieur et inférieur gauches. La première paroi 22 du volet supérieur gauche 18 sépare alors la région intermédiaire 16 et la cavité haute 11 en s'étendant jointivement depuis le bord supérieur du radiateur 4 jusqu'au bord supérieur de l'évaporateur 3. La seconde paroi 23 de ce volet supérieur gauche 18 est quant à elle située dans la portion supérieure de la région intermédiaire 16. Et de manière analogue, dans cette configuration de chauffage, le volet inférieur gauche 17 s'étend parallèlement aux parois du volet supérieur gauche 18 mais en étant situé sensiblement à mi-hauteur du radiateur 4 et de l'évaporateur 3. La partie gauche de la région intermédiaire 16 est ainsi séparée par le volet inférieur gauche 17 en une portion supérieure dans laquelle passe le flux supérieur gauche, et une portion inférieure dans laquelle passe le flux supérieur gauche. En outre la partie gauche de la portion supérieure de la région intermédiaire 16 dans laquelle passe le flux supérieur gauche, est elle-même séparée en deux parties par la seconde paroi 23 du volet 18. Comme l'illustrent les flèches sur la figure 4, le flux inférieur gauche est alors admis par l'entrée inférieure commune 6 pour traverser la portion inférieure de la partie gauche de l'évaporateur 3 et du radiateur 4 pour y être réchauffé, avant d'être refoulé par la sortie inférieure gauche 7. Le flux supérieur gauche est quant à lui admis par l'entrée supérieure commune 9 pour traverser la partie gauche de la portion supérieure de l'évaporateur 3 éteint puis le radiateur 4 avant d'être introduit dans la partie gauche de la cavité haute 11. Une fois dans la partie gauche de cette cavité haute 11, l'air réchauffé est refoulé par les différentes sorties supérieures gauches 12, 13 et 14. Dans la configuration de rafraîchissement qui correspond à la figure 2, les deux volets gauches 17 et 18 sont rabattus le long de la partie gauche de la face amont du radiateur 4 pour l'obturer sur toute sa hauteur. Dans ce cas, la seconde paroi 23 du volet 18 et la paroi du volet 17 s'étendent dans le prolongement l'une de l'autre et le volet 17 est lui-même prolongé par une paroi fixe additionnelle 28 faisant partie du carter. L'ensemble constitué par la seconde paroi 23 du volet 18, le volet 17 et la paroi fixe 28 constitue ainsi un tout d'une hauteur correspondant sensiblement à toute la hauteur du radiateur 4 pour obturer efficacement sa partie gauche. Comme visible dans la figure 2, la partie gauche de la région intermédiaire 16 est alors en communication directe avec la partie gauche de la cavité haute 11 du fait que le volet 18 est rabattu. Dans cette configuration de rafraîchissement, l'air des flux inférieur et supérieur admis par les entrées 6 et 9 traverse l'évaporateur 3 pour y être rafraîchi, et sa partie gauche est ensuite directement déviée vers la partie gauche de la cavité haute 11 par les volets 17 et 18 qui l'empêchent de traverser le radiateur 4. L'air du flux inférieur gauche et du flux supérieur gauche est ainsi entièrement refoulé par les différentes sorties supérieures gauches. Les deux tunnels du volet supérieur 18 canalisent une partie de cet air pour le diriger efficacement vers les sorties supérieures gauches 13 et 14. Par ailleurs, grâce à la double paroi du volet gauche 18, le réchauffement par le radiateur 4 de l'air de refroidissement lorsqu'il est dévié vers la cavité haute 11 est réduit. Concrètement, lorsque la circulation de liquide n'est pas arrêtée dans le radiateur 4 alors que le système est en configuration de refroidissement, ce radiateur 4 chauffe par rayonnement le volet 17 et la deuxième paroi 23 du volet 18. Mais comme l'air du flux supérieur gauche est dévié par la première paroi 22 qui est plus froide car non exposée aux rayonnements du radiateur 4, celui-ci n'est pas réchauffé. En ce qui concerne l'air du flux inférieur gauche, son réchauffement est aussi réduit : comme il est canalisé par les canaux ou tunnels du volet supérieur gauche 18 qui le guident efficacement, il longe le volet inférieur gauche 17 et la seconde paroi 23 du volet gauche 18 au lieu d'impacter ces parois, de sorte que l'échange de chaleur entre l'air et ces parois est limité. Le dispositif selon l'invention qui permet ainsi d'améliorer la ventilation par les sorties supérieures hautes et de limiter le réchauffement par le radiateur de l'air de réchauffement, peut aussi être utilisé pour mélanger l'air réchauffé et l'air refroidi dans la cavité haute 11. Cette situation de mélange correspond à une configuration intermédiaire, représentée à la figure 3, et dans laquelle les deux volets gauches 17 et 18 sont l'un et l'autre mi-ouverts ou mi-fermés. Dans ce cas, une partie de l'air des flux supérieur et inférieur gauches qui est issu de l'évaporateur 3 est directement envoyé vers la partie gauche de la cavité haute 11 sans traverser le radiateur 4, et une autre partie de cet air traverse le radiateur 4 pour y être réchauffé avant d'être introduit dans la partie gauche de la cavité 11 dans la région proche de la sortie supérieure gauche 12. L'air issu du radiateur 4 et l'air directement dévié depuis l'évaporateur 3 se mélangent ainsi dans la cavité haute 11 pour être ensuite refoulé par les différentes sorties. En pratique, cette configuration intermédiaire permet d'obtenir des réglages de température différents pour la partie gauche et pour la partie droite de l'habitacle. A l'extrême, il est possible d'apporter à la partie gauche de l'habitacle la puissance de chauffage maximale et d'apporter simultanément à la partie droite de l'habitacle la puissance de refroidissement maximale. Dans ce cas, le radiateur et l'évaporateur sont tous deux alimentés, et les volets gauches sont en position d'ouverture maximale pour introduire dans la partie gauche de la cavité haute de l'air réchauffé. Les volets droits sont quant à eux au contraire entièrement fermés, ce qui permet de dévier directement les flux d'air inférieur et supérieur droit vers la partie droite de la cavité haute pour fournir à la partie droite de l'habitacle un air le plus froid possible. D'une manière générale, les volets supérieur gauche 18 et supérieur droit sont actionnés indépendamment l'un de l'autre, de même que les volets inférieur gauche 17 et inférieur droit. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de conditionnement d'air de véhicule automobile comportant une enceinte (2) ayant au moins une entrée (6, 9) et une sortie d'air (7, 12, 13, 14) et renfermant un évaporateur (3) et un radiateur (4) situé en aval de l'évaporateur (3) par rapport à chaque entrée (6, 9), pour refroidir et/ou réchauffer l'air, au moins une sortie d'air (13, 14) étant située en vis-à-vis d'une région intermédiaire (16) s'étendant entre l'évaporateur (3) et le radiateur (4), ce dispositif (1) comportant dans la région intermédiaire (16) au moins un volet (18) à double paroi (22, 23) mobile entre une position fermée pour couvrir le radiateur (4) au moins partiellement et une position ouverte pour laisser le radiateur (4) découvert tout en formant une cloison séparant la région intermédiaire (16) des sorties (13, 14) qui sont situées en vis-à-vis de cette région intermédiaire (16), les deux parois (22, 23) de chaque volet à double paroi (18) étant espacées l'une de l'autre pour délimiter au moins une canalisation afin d'assurer en position fermée du volet un guidage de l'air issu de l'évaporateur (3) vers les sorties (13, 14) situées en vis-à-vis de la région intermédiaire (16) et une isolation thermique limitant le réchauffement de l'air issu de l'évaporateur (3) par le radiateur (4). 2. Dispositif selon la revendication 1, comportant au moins un second volet (17) mobile entre une position ouverte de séparation de la région intermédiaire (16) en une portion inférieure et une portion supérieure, et une position fermée pour couvrir conjointement avec le volet à double paroi (18) le radiateur (4) sur toute sa hauteur. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l'enceinte (2) comporte au moins une sortie inférieure (7) agencée pour recevoir l'air ayant traversé la portion inférieure de la région intermédiaire (16) lorsque les volets (17, 18) sont ouverts, et au moins une sortie supérieure (12, 13, 14) agencée pour recevoir l'air ayant traversé la portion supérieure de la région intermédiaire (16) lorsque les volets (17, 18) sont ouverts. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, comportant une paroi interne séparant l'enceinte (2) en une partie gauche et une partie droite, et comportant un volet gauche à double paroi (18) monté en partie gauche de la région intermédiaire (16) de l'enceinte (2) et un volet droit à double paroi monté en partie droite de la région intermédiaire (16). 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l'enceinte (2) comporte une cavité haute (11) par l'intermédiaire de laquelle les sorties supérieures (12, 13, 14)sont alimentées en air, cette cavité haute (11) communiquant elle-même d'une part avec la région intermédiaire (16) lorsque chaque volet (17, 18) est fermé et d'autre part avec une région en aval du radiateur (4), et dans lequel chaque volet (17,18) peut occuper des positions intermédiaires entre sa position ouverte et sa position fermée de manière à alimenter la cavité (11) avec un mélange d'air refroidi par l'évaporateur (3) et issu de la région intermédiaire (16) et d'air réchauffé par le radiateur (4). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les deux parois (22, 23) de chaque volet à double paroi (18) sont réunies par au moins trois cloisons (24, 26, 27) pour délimiter deux canalisations.