Brevet FR3040918A1 — publié le 20170317

Dispositif de climatisation pour véhicule automobile La présente invention concerne un dispositif de climatisation pour 5 véhicule automobile. Les véhicules automobiles sont des lieux clos de faible volume, soumis à des environnements changeants et souvent rigoureux. Il est donc indispensable d'y renouveler régulièrement l'air, et d'en réguler la 10 température. On utilise à cet effet des dispositifs de climatisation, ou climatiseurs. Ces systèmes sont conçus de façon à ce que de l'air chauffé ou refroidi soit soufflé à l'intérieur du véhicule. Les dispositifs de climatisation pour véhicule automobile, en particulier 15 les systèmes HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning en langue anglaise) comportent généralement un circuit d'air entre au moins une bouche d'admission et au moins une bouche d'évacuation, sur lequel sont interposés divers moyens de traitement de l'air. La bouche d'admission d'air est une entrée d'air extérieur et/ou une entrée d'air recyclé. Les moyens de traitement 20 de l'air sont notamment des moyens de ventilation pour mettre en mouvement un flux d'air à travers le circuit, des moyens de chauffage et/ou de refroidissement, comme par exemple un radiateur de chauffage d'air et un évaporateur destiné à refroidir l'air. Il a en particulier déjà été proposé des dispositifs de climatisation 25 comprenant un flux de dérivation permettant à une partie de l'air de ne pas traverser l'évaporateur. Le flux de dérivation entraîne notamment un gain d'énergie dans le climatiseur. Cependant, en particulier lorsque ce flux est divisé en deux circuits, un déséquilibre de débit peut intervenir entre chaque circuit ce qui génère une différence de température non désirée en sortie, 30 pouvant aller jusqu'à plusieurs degrés. L'invention a pour objectif de pallier au moins en partie les inconvénients précédents et propose à cette fin un dispositif de climatisation 3040918 2 pour véhicule automobile, comprenant un évaporateur et au moins deux circuits de dérivation dudit évaporateur permettant une circulation d'air entre une zone située en amont de l'évaporateur et une zone située en aval de l'évaporateur, l'un ou l'autre desdits circuits de dérivation, dit d'équilibrage, présentant une section de passage au moins localement réduite. Ainsi, selon l'invention, on se sert de l'un des circuits de dérivation pour établir une circulation équilibrée entre les deux circuits. Autrement dit, plutôt que d'avoir deux circuits de dérivation de section maximale compte-tenu des contraintes d'encombrement imposées par les composants du climatiseur se trouvant à proximité, l'un des deux circuits, à savoir celui alimenté par la partie du flux présentant le plus fort débit, offre une section réduite. On obtient de la sorte un équilibrage des débits entre les deux circuits. Selon des caractéristiques complémentaires de l'invention, qui 15 pourront être utilisées séparément ou en combinaison : - ledit circuit d'équilibrage comprend au moins un protubérance réduisant localement ladite section de passage, - ledit circuit d'équilibrage présente au moins localement une section de passage inférieure de 30% à la section de passage la plus faible de l'autre 20 circuit de dérivation, - la section de passage du circuit d'équilibrage est constante, - les circuits de dérivation d'air sont disposés au-dessus de l'évaporateur, - ledit dispositif comprend en outre un élément de mise en circulation 25 d'air en direction de l'évaporateur, - ledit dispositif est configuré pour qu'un flux d'air généré par ledit élément de mise en circulation d'air présente un déséquilibre de débit, ledit circuit d'équilibrage étant positionné pour compenser ledit déséquilibre, - l'élément de mise en circulation d'air comprend une enveloppe 30 centrifuge de canalisation d'air, appelée volute, - l'évaporateur est plus large que la volute, - l'enveloppe centrifuge est disposée au-dessus de l'évaporateur, 3040918 3 - les circuits de dérivation d'air sont préférentiellement disposés à côté de la volute, - les circuits de dérivation sont situés de part et d'autre de la volute, - l'élément de mise en circulation d'air comprend un moteur actionnant 5 une roue située à l'intérieur de la volute, - les circuits de dérivation d'air comprennent respectivement un conduit, - le conduit du circuit d'équilibrage est situé sous le moteur de l'élément de mise en circulation d'air, 10 - l'autre desdits conduits de dérivation est situé sous une zone d'entrée d'air du dispositif, - le conduit du circuit d'équilibrage comprend un élément d'obturation, - ledit élément d'obturation présente une section trapézoïdale, - lesdits conduits sont situés de part et d'autre de la volute, - ledit dispositif comprend en outre un volet unique, un degré d'ouverture des circuits de dérivation étant contrôlé de façon simultanée par deux parties distincts dudit volet, - les deux parties du volet sont reliées entre elles par un axe commun, - chacune des deux parties du volet sont respectivement destinées à 20 recouvrir l'un desdits conduits de dérivation, - ledit volet est du type papillon, drapeau ou tambour. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non 25 limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre de façon schématique une vue latérale d'un dispositif de climatisation selon l'invention, - la figure 2 est une vue de détail de la figure 1, - la figure 3 est une vue partielle du détail de la figure 2, illustré selon 30 le plan de coupe A-A de la figure 1, - les figures 4 et 5 reprennent la figure 3 selon des variantes de réalisation du dispositif conforme à l'invention. Tel qu'illustré aux figures 1 à 3, un dispositif de climatisation 1 selon 3040918 4 l'invention comprend un circuit d'air à partir d'au moins une bouche d'entrée 2 à travers laquelle est admis de l'air. La bouche d'entrée 2 est une entrée d'air extérieur et/ou une entrée d'air recyclé. Le circuit d'air comprend notamment un élément de mise en circulation d'air tel qu'un pulseur d'air 3, apte à mettre 5 en circulation l'air issu de la bouche d'entrée 2, vers une zone de traitement thermique qui comprend notamment un évaporateur 4 et un radiateur 5. Le pulseur 3 est muni d'un moteur 3b qui entraîne une roue 3c située à l'intérieur d'une enveloppe 3a. L'enveloppe 3a est une enveloppe centrifuge de canalisation d'air appelée volute. 10 Dans la configuration illustrée, aussi appelée architecture centrée, la volute 3a est disposée au-dessus de l'évaporateur 4, ici de façon centrée. Un tel dispositif a pour vocation à être situé au niveau d'une console centrale du véhicule automobile équipé. Avantageusement, ladite volute 3a est posée sur et/ou en contact avec 15 l'évaporateur 4 ou disposée à proximité de l'évaporateur 4. On obtient de la sorte un haut degré de compacité particulièrement recherchée pour les climatiseurs en architecture centrée. La volute 3a est de préférence moins large que l'évaporateur 4. L'évaporateur 4 est un échangeur thermique. Son rôle consiste à absorber le flux thermique provenant de l'air à refroidir. L'évaporateur 4 comprend ainsi un fluide frigorigène liquide qui est vaporisé par la chaleur extraite de l'air à refroidir. Le radiateur 5 est quant à lui un échangeur thermique dans lequel un fluide caloporteur chaud voit sa température diminuer en cédant sa chaleur à l'air sortant de l'évaporateur. Différents volets 6, 7, 8 permettent d'orienter l'air suivant plusieurs directions. Un premier volet de mixage 6 permet de répartir le flux d'air qui a traversé l'évaporateur 4 vers le radiateur 5 (chemin illustré sur la figure 2 par la flèche a) et/ou vers un chemin qui contourne le radiateur 5 (chemin illustré sur la figure 2 par la flèche b). Un deuxième volet 7, par exemple un volet tambour, répartit l'air entre une sortie d'air centrale vers des aérateurs de la console centrale, ou les sorties dégivrages, et une sortie d'air inférieure en direction des pieds du conducteur. Un troisième volet 8 permet de répartir l'air 3040918 5 entre la sortie d'air centrale et une sortie d'air supérieure en direction du pare-brise du véhicule. En outre, conformément à l'invention, le dispositif de climatisation comprend des circuits de dérivation 9, 9', ici deux, permettant à au moins une 5 partie de l'air de ne pas traverser l'évaporateur 4. Le passage de l'air empruntant l'un 9' de ces circuits de dérivation est représenté sur la figure 2 par la flèche c. Avantageusement, les circuits de dérivation d'air 9, 9' sont disposés au-dessus de l'évaporateur 4, à côté de la volute 3a, par exemple, de part et 10 d'autre de la volute 3a, ce qui permet au dispositif de conserver sa compacité tout en permettant à une partie au moins du flux de contourner l'évaporateur 4. Lesdits circuits de dérivation 9, 9' pourront être latéralement délimités par au moins une partie de la paroi de la volute pour favoriser encore la compacité. 15 De plus, comme cela apparaît mieux à la figure 3, ledit circuit de dérivation 9', dit d'équilibrage, présente une section de passage au moins localement réduite. Autrement dit, il est partiellement obstrué alors que l'autre conduit de dérivation 9 présente une section la plus grande possible compte-tenu de l'encombrement des composants situés à proximité. 20 Ici, ledit circuit d'équilibrage 9' comprend une protubérance 20 réduisant localement ladite section de passage. Selon un autre mode de réalisation, la section de passage du circuit de dérivation 9' pourra être constante le long du chemin suivit par le flux d'air. Pour avoir un effet significatif dans les configurations usuelles de 25 dispositif de climatisation, ledit circuit d'équilibrage 9' présente au moins localement une section de passage inférieure de 30% à la section de passage la plus faible de l'autre circuit de dérivation 9. Un tel circuit d'équilibrage 9' trouvera en particulier son intérêt dans les dispositifs de climatisation dans lesquels un flux d'air généré par ledit 30 élément de mise en circulation d'air présente un déséquilibre de débit, ledit circuit d'équilibrage 9' étant positionné pour compenser ledit déséquilibre. Plus précisément, si la partie du flux d'air dirigée en dessous du moteur 3b en sortie de la volute 3a présente un débit plus important que la partie du flux 3040918 6 d'air dirigée en dessous de la bouche d'entrée 2 alors le circuit d'équilibrage 9' sera celui situé sous ledit moteur 3b. Les circuits de dérivation 9, 9' comprennent respectivement un conduit de dérivation 9a et 9b, qui sont tous deux disposés au-dessus de l'évaporateur 5 4, éventuellement en contact avec celui-ci, et de part et d'autre de la volute 3a, c'est-à-dire que les conduits 9a, 9b sont alignés horizontalement au-dessus de l'évaporateur 4. On peut ainsi intégrer les circuits de dérivation 9, 9' dans le dispositif de climatisation 1, et ce sans réduction du volume de la volute 3a, ce qui permet de conserver de bonnes performances aérauliques et 10 acoustiques. En outre, il n'est pas nécessaire de déplacer la volute 3a vers le haut pour intégrer les circuits de dérivation 9, 9'. Le conduit du circuit d'équilibrage 9' comprend un élément d'obturation 22 pour diminuer au moins localement sa section et formant ici ladite protubérance 20. A la figure 3, il est positionné sensiblement à mi-chemin 15 dudit canal 9b. Il pourra être issu d'une paroi du moteur 3b ou d'une joue latérale de l'évaporateur 4. Aux figures 3 et 4, ledit élément d'obturation 22 présente une section trapézoïdale et la section de passage résultante du canal de dérivation 9b formant le circuit d'équilibrage 9' est trapézoïdale également, à ce niveau. A la 20 figure 3, l'élément d'obturation 22 s'étend sur la hauteur du canal de dérivation 9b définissant le circuit d'équilibrage 9' tandis qu'à la figure 4, il s'étend sur sa largeur. A la figure 5, ledit élément d'obturation 22 présente une section droite, s'étendant ici sur la largeur du canal de dérivation 9b définissant le circuit 25 d'équilibrage 9'. Ledit élément d'obturation 22 est avantageusement fixe. Autrement dit, une fois mis en place lors du montage du dispositif de climatisation, il est immobile et son positionnement n'a pas à être commandé. La section de passage laissée libre est configurée dès l'origine pour compenser les 30 déséquilibres prévues ou mesurés sur des dispositifs de configuration identique mais dépourvus de la restriction de section de passage conforme à l'invention. 3040918 7 Cela étant, pour adapter la quantité d'air passant par l'évaporateur et celle passant par les canaux de dérivation 9a, 9b, leur degré d'ouverture pourra être contrôlé de façon simultanée par deux parties distincts d'un volet de contournement 10. Il s'agit, par exemple, d'un volet papillon (figure 2). Le 5 volet 10 peut également être un volet de type drapeau, dans lequel l'axe du volet est situé à l'extrémité inférieure ou supérieure du volet 10. Un volet drapeau permet un gain en section dans les conduits de dérivation 9a, 9b. Le volet 10 peut également être un volet de type tambour, comme le deuxième volet 7. 10 Ledit volet 10 est unique et commun pour lesdits canaux de dérivation 9a, 9b. Autrement dit, l'équilibrage de débit dans chacun des canaux de dérivation est apporté par ledit élément d'obturation 22 et non par le volet. Ledit volet comporte, par exemple, un axe 10 s'étendant de part et d'autre de la volute 3a, sensiblement sur la largeur de l'évaporateur 4 pour relier 15 chacune des parties du volet 10 respectivement associé à chacun des canaux de dérivation 9a, 9b. REVENDICATIONS1. Dispositif de climatisation (1) pour véhicule automobile, comprenant un évaporateur (4) et au moins deux circuits de dérivation (9, 9') dudit évaporateur permettant une circulation d'air entre une zone située en amont de l'évaporateur (4) et une zone située en aval de l'évaporateur (4), l'un ou l'autre (9') desdits circuits de dérivation, dit d'équilibrage, présentant une section de passage au moins localement réduite. 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ledit circuit d'équilibrage (9') comprend au moins une protubérance réduisant localement ladite section de passage. 3. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ledit circuit d'équilibrage (9') présente au moins localement une section de passage inférieure de 30% à la section de passage la plus faible de l'autre circuit de dérivation. 4. Dispositif selon la revendication 3 dans lequel la section de passage du circuit d'équilibrage (9') est constante. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel les circuits de dérivation d'air (9, 9') sont disposés au-dessus de l'évaporateur (4). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre un élément de mise en circulation d'air (3) en direction de l'évaporateur (4). 7. Dispositif selon la revendication 6 configuré pour qu'un flux d'air généré par ledit élément de mise en circulation d'air (3) présente un déséquilibre de débit, ledit circuit d'équilibrage (9') étant positionné pour compenser ledit déséquilibre. 8. Dispositif de climatisation (1) selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'élément de mise en circulation d'air (3) 3040918 9 comprend une enveloppe centrifuge (3a) de canalisation d'air, appelée volute. 9. Dispositif de climatisation (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'enveloppe centrifuge (3a) est disposée au-dessus de l'évaporateur (4). 10.Dispositif de climatisation (1) selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les circuits de dérivation d'air (9, 9') comprennent respectivement un conduit (9a, 9b). 11.Dispositif de climatisation (1) selon la revendication 10 dans lequel le 10 conduit (9b) du circuit d'équilibrage (9') comprend un élément d'obturation. 12.Dispositif de climatisation (1) selon la revendication 11 dans lequel ledit élément d'obturation présente une section trapézoïdale. 13.Dispositif de climatisation (1) selon l'une quelconques desdites 15 revendications 10 à 12 dans lequel lesdits conduits sont situés de part et d'autre de la volute (3a). 14.Dispositif de climatisation (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant en outre un volet (10) unique, un degré d'ouverture des circuits de dérivation (9, 9') étant contrôlé de façon 20 simultanée par deux parties distincts dudit volet (10). 15.Dispositif (1) selon la revendication 14, caractérisé en ce que les deux parties du volet (10) sont reliées entre elles par un axe commun.