Brevet FR3034503A1 — publié le 20161007

ARCHITECTURE DE CLIMATISEUR MOBILE COMPACT Domaine de l'invention La présente invention concerne les climatiseurs mobiles et propose une architecture optimisée et compacte pour un tel climatiseur. Les climatiseurs mobiles sont utilisés en particulier pour climatiser des 5 tentes ou locaux mobiles tels qu'utilisés pour les camps mobiles militaires, d'exploration ou humanitaires. Ce type de climatiseur est disposé à côté d'un local mobile et lui est raccordé par des tubes souples l'un pour apporter de l'air traité ou conditionné c'est à dire de l'air rafraichi ou de l'air réchauffé, l'autre pour extraire l'air du local. 10 Arrière-plan technologique Plusieurs configurations de circuit d'air existent pour les tentes et par exemple il existe des tentes dont l'entrée d'air frais se situe sur un premier coin au en haut d'une face de la tente, cette entrée étant raccordée à un conduit de soufflage au plafond de la tente alors qu'une sortie d'air froid se trouve au niveau 15 du sol sur la même face ou sur une face différente de la tente. Dans d'autres configurations l'entrée d'air frais et la sortie d'air par exemple sont côte à côte sur une même paroi latérale, une tubulure interne à la tente remontant le long de la paroi pour amener l'air au conduit de soufflage. Pour les locaux mobiles plus généralement, les entrées sorties d'air de 20 climatisation peuvent aussi avoir plusieurs configurations. En général les climatiseurs mobiles sont parallélépipédiques et comportent selon leur configuration soit une sortie d'air frais vers le local à climatiser sur une première face latérale du climatiseur et une entrée d'air chaud de retour du local sur une seconde face adjacente à la première soit une entrée et une sortie sur une 25 même face. Une turbine aspire l'air chaud de retour du local au travers de 3034503 2 l'évaporateur et le renvoie au travers de la sortie d'air frais vers le local à climatiser. Le circuit condenseur du climatiseur comporte pour sa part une entrée et une sortie d'air sur deux faces latérales opposées ou une face latérale et la face 5 supérieure du climatiseur et est pourvu d'un ventilateur d'aspiration d'air au travers du condenseur. Dans une telle configuration, les dimensions du climatiseur sont conditionnées notamment par les surfaces du condenseur et de l'évaporateur qui sont parallèles aux faces du climatiseur. 10 En outre, d'une part le positionnement des tubes souples reliés au local mobile n'est pas adaptable selon la configuration de la tente et d'autre part climatiser deux locaux avec un climatiseur oblige à utiliser deux tubes en T dont le raccordement est complexe. Brève description de l'invention 15 La présente invention vise d'une part à permettre une plus grande souplesse d'utilisation d'un climatiseur mobile et d'autre part à optimiser sa constitution et le positionnement de ses organes internes pour le rendre plus compact et le rendre plus aisé à fabriquer et réparer. Plus particulièrement la présente invention propose un climatiseur mobile 20 comportant un châssis porteur, un sous ensemble ventilation et un sous ensemble groupe froid, pour lequel le sous ensemble groupe froid comporte une face avant, une première et une seconde faces latérales, un fond et une paroi séparatrice entre les faces latérales séparant un caisson froid, d'un premier côté du sous ensemble groupe froid, et un caisson chaud, d'un second côté du sous ensemble 25 groupe froid. Le caisson froid est préférablement pourvu d'un évaporateur disposé en biais, une première extrémité latérale de l'évaporateur se positionnant à l'angle entre la face avant du sous ensemble groupe froid et la paroi séparatrice, une seconde extrémité latérale de l'évaporateur se positionnant en regard de 30 l'extrémité de la première face latérale du caisson froid à l'opposée de la face avant. Le caisson froid comporte avantageusement deux entrées d'air, une première entrée d'air sur la face avant, une seconde entrée d'air sur la première 3034503 3 face latérale, les première et seconde entrées d'air se trouvant en regard d'une face d'entrée de l'évaporateur. Le condenseur peut être un condenseur cintré ayant une première partie derrière la face avant et une seconde partie derrière la seconde face latérale. 5 Selon un mode de alternatif, le caisson chaud est pourvu de deux condenseurs, l'un derrière la face avant, l'autre derrière la seconde face latérale. Selon un mode de réalisation particulier, le sous ensemble groupe froid comporte un compresseur et un détendeur disposés dans le caisson chaud. Des tubulures de transport du frigorigène disposées entre le compresseur 10 les condenseurs, le détendeur et l'évaporateur sont avantageusement réparties sur le fond du sous ensemble groupe froid. Selon un mode de réalisation préférentiel, le sous ensemble groupe froid est sous la forme d'un tiroir adapté à s'insérer dans le châssis porteur par l'avant du châssis porteur. 15 Selon un mode de réalisation particulier, l'arrière du groupe froid est ouvert. Le châssis porteur comporte avantageusement une paroi transversale de fermeture de l'arrière du tiroir. La paroi peut notamment être pourvue d'un ventilateur en regard du caisson chaud et d'une turbine en regard du caisson froid. 20 Le tiroir est préférablement refermé sur sa face supérieure par un ou deux capots, soit un capot refermant l'ensemble caisson chaud, caisson froid soit deux capots séparés par caissons, un premier capot pour le caisson chaud, un second capot pour le caisson froid. Selon un mode de réalisation particulier, une résistance chauffante est 25 accolée à l'évaporateur. La résistance chauffante est avantageusement accessible par une trappe. Selon un mode de réalisation particulier, un bac à accessoires est positionné sous le capot du caisson chaud. Avantageusement le climatiseur comporte deux entrées d'air à climatiser 30 disposées à 90° l'une de l'autre et une sortie d'air climatisé,. De manière complémentaire ou alternative, le climatiseur mobile comporte deux entrées d'air de refroidissement condenseur et une sortie d'air de refroidissement condenseur, ces dernières étant disposées à 90° l'une de l'autre. 3034503 4 Le climatiseur comporte avantageusement un boîtier électronique comportant l'automate programmable de gestion des composants du climatiseur et éventuellement un boîtier de pilotage déporté relié audit boîtier électronique. Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront apparents à la lecture de la description qui suit d'un exemple non limitatif de réalisation de l'invention en référence aux dessins qui représentent: en figure 1: une vue externe en perspective d'un climatiseur mobile de l'invention; en figures 2A à 2C : des vues schématiques de dessus d'exemples d'utilisation d'un climatiseur mobile selon l'invention; en figure 3: une vue éclatée trois quart avant d'un climatiseur selon l'invention; en figure 4: une vue éclatée trois quart arrière du climatiseur de la figure 3; en figure 5: une vue en perspective de trois quart côté entrée-sorties climatisation d'un climatiseur selon l'invention; en figure 6: une vue en perspective de trois quart côté condenseur d'un climatiseur selon l'invention; en figure 7: le climatiseur de la figure 5 en perspective de dessus et de 20 l'arrière capots retirés; en figure 8: le climatiseur de la figure 5 en perspective côté refroidissement partiellement ouvert; en figure 9: une vue schématique d'un exemple de câblage fluidique et électrique d'un climatiseur selon l'invention. 25 Description détaillée de modes de réalisation de l'invention La figure 1 représente un exemple de climatiseur mobile 1 selon l'invention pourvu de tubes d'entrée d'air El, E2 et d'un tube de sortie d'air S. Le climatiseur est sous forme d'un bloc parallélépipédique et la partie entrées-sortie climatisation se trouve sur un premier côté du bloc 30 parallélépipédique tandis que la partie refroidissement du climatiseur qui comporte l'entrée d'air R se trouve sur un second côté du bloc parallélépipédique. Les tubes de la sortie S et des entrées El, E2 sont raccordés sur le climatiseur avec des collerettes C retenues par des attaches A. 3034503 5 Selon la figure 3, le climatiseur mobile 1 de forme parallélépipédique comporte un châssis porteur 2 ou rack comportant des cornières longitudinales 3a, 3b, 3c, 3d formant les arêtes du parallélépipède sur des faces latérales opposées du climatiseur. Les cornières sont deux à deux reliées par des flancs 5 longitudinaux ajourés 4a, 4b, formant lesdites faces latérales opposés du climatiseur. Les cornières d'un côté du châssis sont reliées aux cornières de l'autre côté du châssis sont reliées par une paroi transversale 5. La paroi transversale 5 forme une séparation entre un sous ensemble ventilation 6 et un sous ensemble groupe froid du climatiseur. 10 Le sous ensemble groupe froid est réalisé sous forme d'un tiroir 7 qui comporte une première face latérale 9b d'un premier côté du tiroir, une seconde face latérale 9a d'un second côté du tiroir, un fond 8 et une face avant 10 plus particulièrement visible en figure 4. Une première paroi séparatrice 11 s'étend à partir de la face avant et forme 15 une séparation entre le premier côté et le second côté du tiroir. Le premier côté du tiroir forme un caisson froid et reçoit un évaporateur 12 disposé en biais et notamment représenté aux figures 3, 4 et 7. Une première extrémité latérale de l'évaporateur 12 se positionnant à l'angle entre la face avant 10 et la paroi séparatrice 11, une seconde extrémité latérale de l'évaporateur se positionnant en regard de l'extrémité de la première face latérale 9b opposée à la face avant 10. Le caisson froid comporte deux entrées d'air à climatiser 13a, 13b, une première entrée d'air 13a sur la face avant 10, une seconde entrée d'air 13b sur la première face latérale 4b. La première et la seconde entrées d'air froid se trouvent 25 en regard d'une face d'entrée de l'évaporateur 12. Le second côté du tiroir forme un caisson chaud pourvu de soit d'un condenseur cintré soit deux condenseurs 14a, 14b, l'un 14a derrière la face avant, l'autre 14b derrière la seconde face latérale 9a du second côté du tiroir comme représenté notamment aux figures 6 et 7. Le circuit d'air de refroidissement du 30 climatiseur comporte les entrées RE1, RE2 en face avant et seconde face latérale en regard du ou des condenseurs 14a, 14b et la sortie RS pour l'air aspiré au travers desdits condenseurs en face arrière du climatiseur. 3034503 6 Une version moins puissante pourrait toutefois comporter un seul condenseur en face avant ou en face latérale mais outre la surface plus importante de refroidissement, un avantage d'avoir des entrées d'air condenseurs sur 2 faces est que, dans le cas où un objet par exemple un sac plastique 5 d'emballage ou des feuilles obture malencontreusement l'entrée d'un condenseur, il y a peu de chance qu'il obture aussi le second ce qui permet un fonctionnement dégradé du climatiseur. Le compresseur 15 et le détendeur (non visible sur les figures) du climatiseur sont disposés dans le caisson chaud, les tubulures de transport du 10 frigorigène disposées entre le compresseur les condenseurs, le détendeur et l'évaporateur étant réparties sur le fond du tiroir. Des câbles de connexion électrique au compresseur et capteurs de température condenseur et évaporateur sortent du tiroir sur l'arrière du tiroir. En référence aux figures 3 et 7, A l'arrière du châssis 2 l'espace situé 15 derrière la paroi transversale 5, du côté opposé à l'espace de réception du tiroir 7, est l'espace de réception du sous ensemble ventilation 6. Cet espace est délimité par la paroi transversale 5, un capot arrière inférieur 16 et un capot arrière supérieur 17. Comme représenté notamment en figure 4, la paroi transversale 5 du 20 châssis côté sous ensemble ventilation reçoit le ventilateur 18 de refroidissement des condenseurs et la turbine 19 du circuit d'air froid. La turbine et le ventilateur aspirent respectivement l'air au travers de l'évaporateur et au travers du ou des condenseurs. La paroi transversale 5 comporte des ouvertures pour laisser passer l'air aspiré par le ventilateur 18 et par la turbine 19 respectivement depuis le caisson chaud et depuis le caisson froid lorsque le tiroir du sous ensemble groupe froid est inséré dans le châssis. Le sous ensemble ventilation est lui-même divisé en deux caissons pour isoler le circuit d'air climatisation du circuit externe de refroidissement des condenseurs. Pour ce faire, selon la figure 7 notamment, une seconde paroi séparatrice 20 s'étend vers l'arrière du climatiseur entre le ventilateur 18 et la turbine 19 et les capots arrières supérieur et inférieur 16, 17. Une face arrière éventuellement en deux parties 21a, 21b referme le sous ensemble ventilation. 3034503 7 Côté ventilateur, la face arrière 21a est pourvue d'une ouverture 22, représentée en particulier en figure 4, éventuellement grillagée pour former une sortie d'air condenseur. Côté turbine, la face arrière 21b est pleine et montée de manière à assurer 5 l'étanchéité du circuit de climatisation d'air. En variante, le ventilateur et la turbine au lieu d'être fixés sur la paroi transversale peuvent être montés dans un sous-ensemble inséré par l'arrière dans le châssis et s'appliquant contre la paroi transversale 5. Notamment comme représenté en figure 5, la sortie d'air 23 du circuit de 10 départ vers le ou les locaux à climatiser est réalisée sur le flanc latéral 4b du châssis en prolongement de la première face du tiroir côté froid. Comme vu plus haut, cette première face reçoit pour sa part l'entrée d'air à refroidir 13b (Entrée El de la figure 1). Selon cette configuration, il est possible de raccorder l'entrée d'air 13b 15 venant du local à climatiser et le départ d'air froid 23 vers ce local sur la première face latérale 4b du climatiseur comme représenté à la figure 2C. Toujours sur la figure 5, l'entrée d'air à climatiser 13a est sur la face avant et disposée à 90° de l'entrée 13b ce qui permet, en référence à la figure 2B, de raccorder la sortie d'air vers le local à climatiser sur la première face latérale 4b et 20 l'entrée d'air venant de ce local 13a sur la face avant 10 du climatiseur ou de raccorder un départ commun pour deux locaux ou tentes et de raccorder un retour 13a depuis un premier local sur la première face latérale et un retour 13b depuis le second local sur la face avant ce qui donne une plus grande souplesse d'utilisation du climatiseur. 25 Un avantage supplémentaire de ce climatiseur est d'avoir le circuit d'air climatisation sur un premier côté latéral du climatiseur et le circuit de refroidissement sur un second côté du climatiseur ce qui rationalise sa construction. En outre, l'évaporateur disposé en biais dans le caisson froid est de surface 30 plus importante que s'il était disposé parallèlement à la face latérale ou à la face avant et peut aspirer de l'air depuis les deux entrées tant côté première face latérale que côté face avant. 3034503 8 Côté condenseur, le climatiseur de l'invention comporte deux parties de condenseur, l'une sur la face avant l'autre sur la seconde face latérale, le condenseur étant cintré pour longer une partie de la face avant, l'angle entre la face avant et la seconde face latérale et une partie de ladite seconde face. Un 5 avantage est que le circuit de refroidissement de la climatisation présente une surface de refroidissement plus importante que les climatiseurs antérieurs. Ceci combiné avec l'évaporateur en biais donne au climatiseur de la présente invention une capacité de refroidissement plus importante à encombrement identique par rapport à un climatiseur mobile antérieur. 10 Une résistance chauffante 24 visible en figure 7 peut être accolée à l'évaporateur pour transformer le climatiseur de l'invention en chauffage. Le tiroir 7 est refermé sur sa face supérieure par un ou deux capots 25a, 25b, soit un capot refermant l'ensemble caisson chaud, caisson froid soit deux capots séparés par caissons, un premier capot 25a pour le caisson chaud, un 15 second capot 25b pour le caisson froid tels que représenté en figure 4. L'ensemble des capots, parois et éléments de faces latérales sont assemblés avec des moyens d'étanchéité adaptés pour conserver le circuit d'air de climatisation étanche et sans pertes de charge. Dans le cas où le climatiseur comporte la résistance chauffante 24 accolée 20 à l'évaporateur comme représenté notamment en figure 7, une trappe 26 dans le capot supérieur 25b du caisson froid permet d'accéder à cette résistance chauffante, par exemple pour la nettoyer ou la remplacer. La figure 8 représente la résistance chauffante 24 sortie et la trappe 26 ouverte. Le climatiseur comporte un boîtier électronique 29 comportant l'automate 25 programmable de gestion des composants du climatiseur et, selon l'exemple un boîtier de pilotage 30 déporté se plaçant par exemple dans le local à climatiser. Le boîtier 29 électronique, notamment représenté aux figures 3, démonté, et figure 7, en position; s'insère à l'arrière du châssis entre des glissières 30a, 30b et la face latérale 4a du châssis pour pouvoir être accédé au niveau de la face arrière du 30 châssis et/ou par le second côté au travers d'une ouverture d'accès au bouton de coupure générale d'alimentation électrique du climatiseur. De retour à la figure 4, les liaisons électriques avec les organes du tiroir peuvent se faire avec des câbles traversant la paroi par un trou 31 et reçus sur un 3034503 9 bornier 32 du boîtier électronique ou par un connecteur de traversée de paroi sur la paroi transversale et un connecteur sur l'arrière du tiroir. Un schéma simplifié de raccordement fluidique et électrique des constituants du climatiseur est donné en figure 9. 5 Au niveau fluidique le circuit frigorigène comporte une partie haute pression partant du compresseur 15 comporte une tubulure 40 allant du compresseur à une vanne haute pression 37, un capteur de pression 39, une tubulure 41 allant de la vanne au condenseur 14 et une tubulure 45 allant du condenseur à un détendeur 27. Côté basse pression à partir du détendeur 27 se trouvent une tubulure 44 10 allant du détendeur à l'évaporateur 12, une sonde de température évaporateur 47 une tubulure de retour 43 de l'évaporateur à une vanne basse pression 36 un capteur de pression 38 et une tubulure 42 de retour au compresseur. Les tubulures peuvent courir le long de la face inférieure des sous ensembles groupe froid, groupe chaud, les traversées de cloisons éventuelles 15 étant rendues étanches à l'air par des joints ou autre. Au niveau électrique, le bornier ou connecteur 32 du boîtier électronique 29 reçoit les câbles électriques 50, 51, 53, 54 alimentant respectivement la turbine 19, le ventilateur 18, la résistance chauffante 24 et le compresseur 15. Le bornier reçoit en outre un faisceau 52 regroupant les fils électriques des 20 sondes de pression 38, 39 et de température 46, 47. D'autres sondes telles que par exemple une sonde de température extérieure, peuvent être ajoutées pour rendre plus efficace le fonctionnement du climatiseur. A l'extérieur du climatiseur, le boîtier électronique 29 reçoit une prise et un 25 câble d'alimentation électrique 56 amenant la puissance électrique nécessaire au climatiseur. Pour commander le fonctionnement du climatiseur, un boîtier de commande 30 est disposé dans le local à climatiser et relié au climatiseur par un câble 55 transportant une liaison de type informatique USB, Ethernet ou autre protocole 30 pour permettre un dialogue entre l'automate du boîtier électronique 29 et le boîtier de commande. Le boîtier de commande 30 comporte un dispositif d'affichage 30a et un clavier 30b qui peut être remplacé par un afficheur tactile. 3034503 10 Le boîtier de commande peut être notamment relié à un détecteur de présence 48 notamment un détecteur infrarouge adapté à détecter la présence de personnes dans le local à climatiser et comporte des programmes de gestion de température, de surveillance du fonctionnement du climatiseur, des programmes 5 adaptés à faire fonctionner le climatiseur en mode dégradé dans le cas de pannes de capteurs notamment et des programmes de suivi du fonctionnement du climatiseur, de test et de maintenance. Le boîtieir de commande peut en outre comporter une prise externe 49, par exemple une prise USB permettant de raccorder un appareil de test. 10 Pour transporter les accessoires du climatiseur un bac à accessoires 28 peut être positionné sous le capot du caisson chaud pour ranger des roulettes et des accessoires du climatiseur. Les parois séparatrices 10, 20 sont par exemple formées par des tôles découpées et pliées. La première paroi séparatrice comporte des pliages adaptés 15 pour améliorer la circulation d'air dans le caisson froid, diriger le flux de la turbine vers la face d'entrée de l'évaporateur 12 tout en réduisant l'encombrement dudit caisson. Le climatiseur mobile 1 comporte selon l'exemple représenté aux figures 5 et 6 deux roulettes fixes 33a, 33b sur l'arrière du châssis, des pieds 34a, 34b, 34c, 20 34d aux quatre coins inférieurs du châssis et une roulette folle 35. Les roulettes fixes et la roulette folle sont amovibles pour permettre au climatiseur en opération de reposer sur ses pieds. L'invention n'est pas limitée à l'exemple représenté et notamment le boîtier électronique intégré au climatiseur peut être positionné différemment et comporter 25 un panneau de commande intégré. REVENDICATIONS1 - Climatiseur mobile (1) comportant un châssis porteur (2), un sous ensemble ventilation et un sous ensemble groupe froid, caractérisé en ce que le sous ensemble groupe froid comporte une face avant (10), une première et une seconde faces latérales (4a, 4b), un fond (8) et une paroi séparatrice (11) entre les 5 faces latérales séparant un caisson froid, d'un premier côté du sous ensemble groupe froid, et un caisson chaud, d'un second côté du sous ensemble groupe froid, le caisson froid étant pourvu d'un évaporateur (12) disposé en biais, une première extrémité latérale de l'évaporateur (12) se positionnant à l'angle entre la face avant (10) du sous ensemble groupe froid et la paroi séparatrice (11), une 10 seconde extrémité latérale de l'évaporateur se positionnant en regard de l'extrémité de la première face latérale (9b) du caisson froid à l'opposée de la face avant. 2 - Climatiseur mobile (1) selon la revendication 1 pour lequel le caisson froid comporte deux entrées d'air (13a, 13b), une première entrée d'air (13a) sur la 15 face avant (10), une seconde entrée d'air (13b) sur la première face latérale (4b), les première et seconde entrées d'air se trouvant en regard d'une face d'entrée de l'évaporateur (12). 3- Climatiseur mobile (1) selon la revendication 1 ou 2 pour lequel le caisson chaud est pourvu de deux condenseurs, l'un derrière la face avant (10), 20 l'autre derrière la seconde face latérale (9a) ou pourvu d'un condenseur cintré (14a, 14b) comportant une première partie (14a) derrière ladite face avant (10) et une seconde partie (14b) derrière ladite seconde face latérale (9a). 4 - Climatiseur mobile (1) selon la revendication 1 ou 2 ou 3 pour lequel le sous ensemble groupe froid comporte un compresseur (15) et un détendeur 25 disposés dans le caisson chaud. - Climatiseur mobile (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel des tubulures de transport du frigorigène disposées entre le compresseur les condenseurs, le détendeur et l'évaporateur sont réparties sur le fond du sous ensemble groupe froid. 3034503 12 6 - Climatiseur mobile (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel le sous ensemble groupe froid est sous la forme d'un tiroir adapté à s'insérer dans le châssis porteur par l'avant du châssis porteur. 7 - Climatiseur mobile (1) selon la revendication 6 pour lequel l'arrière du 5 groupe froid est ouvert, le châssis porteur comportant une paroi transversale (5) de fermeture de l'arrière du tiroir pourvue d'un ventilateur (18) en regard du caisson chaud et d'une turbine (19) en regard du caisson froid. 8- Climatiseur mobile (1) selon la revendication 6 ou 7 pour lequel le tiroir (7) est refermé sur sa face supérieure par un ou deux capots (25a, 25b), soit un capot refermant l'ensemble caisson chaud, caisson froid soit deux capots séparés par caissons, un premier capot (25a) pour le caisson chaud, un second capot (25b) pour le caisson froid. 9 - Climatiseur mobile (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes pour lequel une résistance chauffante (24) est accolée à 15 l'évaporateur. 10- Climatiseur mobile (1) selon les revendications 8 et 9 pour lequel la résistance chauffante (24) est accessible par une trappe (26). 11 - Climatiseur mobile (1) selon la revendication 8 pour lequel un bac à accessoires (28) est positionné sous le capot du caisson chaud. 20 12- Climatiseur mobile (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant une sortie d'air (23) climatisé et deux entrées d'air à climatiser (13a, 13b) ces dernières étant disposées à 90° l'une de l'autre. 13- Climatiseur mobile (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant une sortie d'air (23) condenseur et deux entrées d'air de 25 refroidissement condenseur, ces dernières étant disposées à 90° l'une de l'autre.