Brevet FR3036780A1 — publié le 20161202

DISPOSITIF DE FILTRATION À FILTRE TRAVERSÉ PAR UN FLUX D'AIR UN NOMBRE DE FOIS DÉPENDANT DU NIVEAU DE POLLUTION, POUR UNE INSTALLATION DE CHAUFFAGE/CLIMATISATION L'invention concerne les installations de chauffage/climatisation qui sont destinées à alimenter en air traité une enceinte, par exemple constituant un habitacle de véhicule, et plus précisément les dispositifs de filtration qui équipent de telles installations. la On entend ici par « installation de chauffage/climatisation » soit une installation de chauffage, soit une installation de climatisation, soit encore une installation de chauffage et de climatisation. De nombreuses installations de chauffage/climatisation, et notamment celles de véhicules, comprennent au moins un filtre de dépollution 15 permettant de contrôler la qualité de l'air dans une enceinte. Chaque filtre (de dépollution) est installé fixement dans une zone de l'installation qui est traversée par un flux d'air, et donc filtre les molécules ou les particules (fines) d'au moins une espèce chimique qui sont contenues dans ce flux d'air. Généralement cette zone est située juste avant ou juste après le pulseur qui 20 alimente l'installation en air extérieur et/ou en air issu de l'intérieur de l'enceinte (ou air recirculé). Le filtre étant toujours traversé par le flux d'air de la même façon, il n'est donc pas possible de faire varier sa capacité de filtration en fonction du niveau de pollution (qui est défini par la concentration de chaque espèce 25 chimique ou particule qu'il doit filtrer). L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un dispositif de filtration, destiné à faire partie d'une installation de chauffage/climatisation propre à alimenter en air traité une enceinte, et comprenant : 30 - au moins un filtre destiné à équiper une zone de l'installation traversée par un flux d'air et propre à filtrer au moins une espèce chimique dans ce flux 3036780 2 d'air, - des moyens de canalisation agencés pour contraindre ce flux d'air à traverser le filtre soit une seule fois selon un premier sens, soit au moins deux fois selon des premier et second sens opposés en fonction d'une 5 instruction, et - des moyens de contrôle agencés pour déterminer cette instruction en fonction d'une donnée qui est représentative d'un niveau de pollution d'air. Grâce à cette possibilité de faire varier le nombre de fois que le flux d'air traverse le filtre, on peut désormais faire varier la capacité de filtration de ce dernier en fonction du niveau de pollution. Le dispositif selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - ses moyens de canalisation peuvent comprendre un premier volet placé en aval du filtre par rapport au premier sens de circulation du flux d'air et propre à être placé dans une première position autorisant l'accès à une sortie de filtration, ou dans une seconde position contraignant le flux d'air ayant traversé le filtre selon le premier sens à retraverser ce filtre selon le second sens ; - ses moyens de canalisation peuvent être agencés pour contraindre le flux d'air à traverser le filtre soit une seule fois selon le premier sens pour alimenter une sortie de filtration, soit au moins une première fois selon le premier sens, puis une deuxième fois selon le second sens, puis une troisième fois selon le premier sens pour alimenter cette sortie de filtration ; > ses moyens de canalisation peuvent comprendre un second volet placé en amont du filtre par rapport au premier sens de circulation du flux d'air et propre à être placé dans une première position autorisant le flux d'air à traverser le filtre selon le premier sens puis à sortir par la sortie de filtration, ou dans une seconde position contraignant le flux d'air ayant retraversé le filtre selon le second sens à retraverser encore le filtre selon le premier sens puis à sortir par la sortie de filtration ; - son (chaque) filtre peut être destiné à être installé dans la zone de façon désorientée par rapport à une direction générale d'écoulement du flux d'air 3036780 3 en amont d'une face amont qu'il comprend ; - ses moyens de contrôle peuvent être agencés pour déclencher une production par un pulseur de l'installation de chauffage/climatisation d'un flux d'air maximum lorsque l'instruction est destinée à provoquer la 5 traversée du filtre par le flux d'air au moins deux fois selon les premier et second sens opposés ; > ses moyens de contrôle peuvent être agencés pour déclencher un avertissement d'un usager de l'enceinte en cas de production du flux d'air maximum par le pulseur. 1 o L'invention propose également une installation de chauffage/ climatisation, propre à alimenter en air traité une enceinte, et comprenant au moins un dispositif de filtration du type de celui présenté ci-avant. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant une enceinte constituant un habitacle et une 15 installation de chauffage/climatisation du type de celle présentée ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement et fonctionnellement un exemple de 20 réalisation d'une installation de chauffage/climatisation équipée d'un exemple de réalisation d'un dispositif de filtration selon l'invention avec ses premier et second volets placés dans une première position, et la figure 2 illustre schématiquement et fonctionnellement l'installation de chauffage/climatisation de la figure 1 avec les premier et second volets de 25 son dispositif de filtration placés dans une seconde position. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif de filtration DF destiné à faire partie d'une installation de chauffage/climatisation IC devant alimenter en air traité au moins une enceinte H. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que 30 l'enceinte H constitue un habitacle d'un véhicule automobile V, comme par exemple une voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type d'enceinte. Elle concerne en effet toute enceinte devant être alimentée en air traité. Ainsi, 3036780 4 elle concerne notamment les véhicules (terrestres, maritimes (ou fluviaux), et aériens), les installations, éventuellement de type industriel, et les bâtiments. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, que l'installation de chauffage/climatisation IC assure non seulement 5 le chauffage mais également la climatisation. Mais l'invention n'est pas limitée à ce type d'installation de chauffage/climatisation. Elle concerne en effet également les installations qui n'assurent que le chauffage et les installations qui n'assurent que la climatisation. On a schématiquement et fonctionnellement représenté sur les 1 o figures 1 et 2 un exemple d'installation de chauffage/climatisation IC implantée dans un véhicule V et comprenant un dispositif de filtration DF selon l'invention. L'installation de chauffage/climatisation IC est ici implantée dans le compartiment moteur CO du véhicule V et est destinée à alimenter l'habitacle (ou enceinte) H en air traité. 15 Comme illustré, cette installation (de chauffage/climatisation) IC comprend notamment un dispositif de filtration DF, un pulseur PU, une boucle froide (ou boucle de climatisation) BF, une boucle chaude (ou boucle de chauffage) BC, un volet d'alimentation VA, un volet de mixage VM et des volets de distribution Vj. 20 Le pulseur PU est alimenté en air issu de l'extérieur de l'habitacle H et/ou en air issu de l'intérieur de l'habitacle H (ou air recirculé (ou recyclé)) par le volet d'alimentation (ou d'entrée d'air) VA. L'air extérieur est issu d'un premier conduit d'alimentation Cl, et l'air recirculé est issu de l'habitacle H via un second conduit d'alimentation C2. Le débit d'air fourni par le pulseur PU 25 dépend du niveau de puissance qui a été automatiquement calculé par un calculateur CS qui gère l'installation IC, ou bien choisi (et éventuellement programmé) par un passager du véhicule V au moyen d'un organe de commande qui est installé dans l'habitacle H, généralement dans la planche de bord. 30 La position du volet d'alimentation VA, et donc les proportions d'air extérieur et d'air recirculé qui alimentent l'installation IC (et notamment son pulseur PU), est/sont contrôlée(s) par le calculateur CS. 3036780 5 La boucle froide BF est alimentée en air par le pulseur PU via un conduit CD. Elle comporte notamment un évaporateur EV (traversé par l'air qui est issu du pulseur PU), ainsi qu'un compresseur, un condenseur et un circuit dans lequel circule un fluide frigorigène et qui est couplé à l'évaporateur 5 EV, au compresseur et au condenseur. La sortie de l'évaporateur EV est couplée à un conduit qui alimente ici, d'une part, une chambre de mixage CM présentant une première entrée dont l'accès est contrôlé par le volet de mixage VM, et, d'autre part, la boucle chaude BC dont l'accès est contrôlé par le volet de mixage VM et la sortie 10 alimente une seconde entrée de la chambre de mixage CM. La boucle chaude BC comprend des moyens de chauffage MCH destinés à chauffer l'air qui est issu (ici) de l'évaporateur EV et qui est destiné à l'habitacle H du véhicule V, éventuellement après un mélange avec de l'air moins chaud présent dans la chambre de mixage CM. 15 La chambre de mixage CM est connectée à des conduits qui sont, ici, destinés à alimenter des bouches de distribution Sk placées dans l'habitacle H du véhicule V (et ici au nombre de quatre (k = 1 à 4)). L'accès à ces conduits est contrôlé par les volets de distribution Vj (ici au nombre de deux (j = 1 ou 2), mais il pourrait y en avoir plus, par exemple trois ou quatre). 20 Le volet de mixage VM est destiné à contrôler la répartition de l'air, qui est fourni par le volet d'alimentation VA (et qui a ici traversé l'évaporateur EV), entre la chambre de mixage CM et les moyens de chauffage MCH. Il permet donc de mélanger (ou mixer) de façon contrôlée une partie de l'air qui a traversé la boucle froide BF (éventuellement en fonctionnement) et l'air qui 25 a traversé la boucle chaude BC. Sa position dépend du mode de fonctionnement de l'installation IC. Le mode de fonctionnement de l'installation IC est choisi par un usager du véhicule V ou par le calculateur CS, éventuellement en fonction de choix effectué(s) par un usager du véhicule V. 30 Comme illustré sur les figures 1 et 2, un dispositif de filtration DF, selon l'invention, comprend au moins un filtre FD, des moyens de canalisation VCj et ME (associés au filtre FD), et des moyens de contrôle MCT. Dans l'exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le 3036780 6 dispositif de filtration DF ne comprend qu'un seul filtre FD. Mais le nombre de filtres FD peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à un (1). Le filtre FD est destiné à équiper une zone CD de l'installation IC qui est traversée par un flux d'air à filtrer, et est propre à filtrer au moins une 5 espèce chimique dans ce flux d'air à filtrer. On notera que ce filtre FD peut filtrer dans le flux d'air qui l'alimente au moins une espèce chimique sous forme solide (comme par exemple des particules fines ou des poussières) ou sous forme gazeuse (comme par exemple CO, 03, 802, NO2, 02 ou CO2). Il peut donc être éventuellement 10 agencé pour filtrer plusieurs espèces chimiques prédéfinies (au moins deux). Dans l'exemple illustré non limitativement sur les figures 1 et 2, le filtre FD est installé dans une zone de l'installation IC qui est un conduit CD assurant la liaison entre la sortie du pulseur PU et l'entrée de la boucle froide BC. Mais ce filtre FD pourrait être installé en de nombreuses autres zones de 15 l'installation IC, et notamment en amont de l'entrée du pulseur PU (éventuellement dans le premier conduit d'alimentation Cl). Par ailleurs, lorsque le dispositif de filtration DF comprend plusieurs filtres FD (au moins deux), ces derniers (FD) peuvent être éventuellement installés respectivement en des zones différentes de l'installation IC et/ou peuvent être éventuellement 20 agencés pour filtrer des espèces chimiques différentes. Les moyens de canalisation VCj et ME sont agencés pour contraindre le flux d'air (ici issu du pulseur PU) à traverser le filtre FD soit une seule fois selon un premier sens (comme illustré sur la figure 1 par les flèches FO), soit au moins deux fois selon des premier et second sens opposés (comme 25 illustré sur la figure 2 par les flèches F1 à F3), en fonction d'une instruction. Sur les figures 1 et 2, on entend par « premier sens » un sens qui va du pulseur PU vers l'évaporateur EV (matérialisé par les flèches FO, F1 et F3), et par « second sens » un sens qui va de l'évaporateur EV vers le pulseur PU (matérialisé par la flèche F2). Par ailleurs, on entend par « face amont du filtre 30 FD » la face du filtre FD qui est orientée vers le pulseur PU, et par « face aval du filtre FD » la face du filtre FD qui est orientée vers l'évaporateur EV. Les moyens de contrôle MCT sont agencés pour déterminer chaque instruction destinée aux moyens de canalisation VCj et ME en fonction d'une 3036780 7 donnée qui est représentative d'un niveau de pollution d'air. Si ce niveau de pollution d'air est inférieur à un seuil prédéfini, les moyens de contrôle MCT vont donc décider qu'une filtration normale (c'est -à-dire résultant d'une unique traversée du filtre FD) est suffisante. Ils vont alors 5 générer une instruction d'une première valeur (numérique ou analogique) destinée à placer les moyens de canalisation VCj et ME dans un premier état (voir figure 1 - flèches FO). En revanche, si ce niveau de pollution d'air est supérieur au seuil prédéfini, les moyens de contrôle MCT vont décider qu'une super-filtration ou ultra-filtration (c'est -à-dire résultant de plusieurs traversées 1 o du filtre FD) est nécessaire. Ils vont alors générer une instruction d'une seconde valeur (numérique ou analogique) destinée à placer les moyens de canalisation VCj et ME dans un second état (voir figure 2 - flèches Fi à F3). En d'autres termes, on peut désormais faire varier le nombre de fois que le flux d'air traverse le filtre FD afin de faire varier la capacité de filtration 15 de ce dernier (FD) en fonction du niveau de pollution. On comprendra qu'en imposant au flux d'air de traverser plusieurs fois le filtre FD on augmente notablement l'efficacité de la filtration, étant donné que le filtre FD n'est pas agencé pour filtrer en une unique traversée l'intégralité de chaque espèce chimique à laquelle il est dédié. Par conséquent, plus le nombre de traversées 20 est important plus la filtration est efficace. L'air qui est concerné par la donnée représentative d'un niveau de pollution n'est pas obligatoirement celui qui fait partie du flux d'air qui alimente le filtre FD. Il peut en effet s'agir d'un air ayant fait l'objet d'une mesure à l'extérieur du véhicule V par une station, ou de l'air qui est issu de l'extérieur 25 du véhicule V et qui circule dans le premier conduit d'alimentation Cl, ou de l'air recirculé qui est issu de l'intérieur du véhicule V et qui circule dans le second conduit d'alimentation C2, ou encore d'un mélange d'air extérieur et d'air recirculé. Dans l'exemple non limitatif illustré sur les figures 1 et 2, l'installation 30 IC comprend un capteur CF installé dans le premier conduit d'alimentation Cl et fournissant des données définissant la concentration d'au moins une espèce chimique présente dans l'air extérieur à filtrer. Mais ce capteur CF pourrait être installé en d'autres endroits de l'installation IC ou, ici, du véhicule 3036780 8 V, et notamment juste avant l'entrée du pulseur PU ou dans le second conduit d'alimentation C2. Par ailleurs, le dispositif de filtration DF pourrait comprendre plusieurs capteurs (au moins deux), éventuellement installés dans des zones différentes de l'installation IC ou, ici, du véhicule V. 5 Dans une variante de réalisation, chaque donnée (représentative d'un niveau de pollution d'air) pourrait provenir d'un serveur d'informations ou d'une centrale de détection située à proximité, ici, du véhicule V, ou encore, ici, d'un autre véhicule circulant à proximité du véhicule V. Dans cette variante, les données sont transmises par voie d'ondes (ou éventuellement la par voie filaire lorsque l'enceinte H fait partie d'un bâtiment ou d'une installation). Il est alors impératif que le système qui comprend l'enceinte H soit équipé de moyens de communication. Dans l'exemple non limitatif illustré sur les figures 1 et 2, les moyens de contrôle MCT sont implantés dans le calculateur CS. Mais cela n'est pas 15 obligatoire. En effet, ils pourraient être implantés dans un équipement électronique différent du calculateur CS ou bien constituer un équipement électronique. Par conséquent, les moyens de contrôle MCT peuvent être réalisés sous la forme de modules logiciels (ou informatiques ou encore « software »), ou bien d'une combinaison de circuits électroniques (ou 20 REVENDICATIONS1. Dispositif de filtration (DF) pour une installation de chauffage/ climatisation (IC) propre à alimenter en air traité une enceinte (H), caractérisé en ce qu'il comprend i) au moins un filtre (FD), destiné à équiper une zone (CD) de ladite installation (IC) traversée par un flux d'air et propre à filtrer au moins une espèce chimique dans ce flux d'air, ii) des moyens de canalisation (VCj, ME) agencés pour contraindre ledit flux d'air à traverser ledit filtre (FD) la soit une seule fois selon un premier sens, soit au moins deux fois selon des premier et second sens opposés en fonction d'une instruction, et iii) des moyens de contrôle (MCT) agencés pour déterminer ladite instruction en fonction d'une donnée représentative d'un niveau de pollution d'air. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits 15 moyens de canalisation (VCj, ME) comprennent un premier volet (VC1) placé en aval dudit filtre (FD) par rapport audit premier sens de circulation dudit flux d'air et propre à être placé dans une première position autorisant l'accès à une sortie de filtration (SF), ou dans une seconde position contraignant ledit flux d'air ayant traversé ledit filtre (FD) selon ledit premier sens à retraverser 20 ledit filtre (FD) selon ledit second sens. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de canalisation (VCj, ME) sont agencés pour contraindre ledit flux d'air à traverser ledit filtre (FD) soit une seule fois selon ledit premier sens pour alimenter une sortie de filtration (SF), soit au moins une première 25 fois selon ledit premier sens, puis une deuxième fois selon ledit second sens, puis une troisième fois selon ledit premier sens pour alimenter ladite sortie de filtration (SF). 4. Dispositif selon la combinaison des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de canalisation (VCj, ME) comprennent 30 un second volet (VC2) placé en amont dudit filtre (FD) par rapport audit premier sens de circulation dudit flux d'air et propre à être placé dans une première position autorisant ledit flux d'air à traverser ledit filtre (FD) selon ledit premier sens puis à sortir par ladite sortie de filtration (SF), ou dans une 3036780 13 seconde position contraignant ledit flux d'air ayant retraversé ledit filtre (FD) selon ledit second sens à retraverser encore ledit filtre (FD) selon ledit premier sens puis à sortir par ladite sortie de filtration (SF). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que 5 ledit filtre (FD) est destiné à être installé dans ladite zone (CD) de façon désorientée par rapport à une direction générale d'écoulement dudit flux d'air en amont d'une face amont qu'il comprend. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de contrôle (MCT) sont agencés pour déclencher une io production par un pulseur (PU) de ladite installation de chauffage/climatisation (IC) d'un flux d'air maximum lorsque ladite instruction est destinée à provoquer la traversée dudit filtre (FD) par ledit flux d'air au moins deux fois selon lesdits premier et second sens opposés. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits 15 moyens de contrôle (MCT) sont agencés pour déclencher un avertissement d'un usager de ladite enceinte (H) en cas de production dudit flux d'air maximum par ledit pulseur (PU). 8. Installation de chauffage/climatisation (IC) propre à alimenter en air traité une enceinte (H), caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un 20 dispositif de filtration (DF) selon l'une des revendications précédentes. 9. Véhicule (V) comprenant une enceinte (H) constituant un habitacle, caractérisé en ce qu'il comprend une installation de chauffage/climatisation (IC) selon la revendication 8. 10. Véhicule selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est de type 25 automobile.