Brevet FR3075112A1 — publié le 20190621

Dispositif de traitement de Pair, notamment pour un vehicule automobile a propulsion electrique ou hybride La presente invention concerne le domaine des systemes de chauffage et de climatisation des vehicules automobiles, notamment propulsion electrique ou hybride. Afin de garantir un confort thermique dans un vehicule automobile, il est connu d'utiliser les installations de chauffage, ventilation et climatisation d'air, dites « HVAC, Heating, Ventilation, Air-conditionning » en termes anglo-saxons afin d'assurer une capacite de refroidissement a differents endroits du vehicule automobile. Une telle installation « HVAC » est integree dans l'habitacle du vehicule et comprend generalement un systeme de chauffage (par exemple, comprenant un radiateur, ou une thermistance a coefficient thermique positif dite « CTP », ou autre), ventilation et distribution d'air et un systeme de refroidissement. Le systeme de refroidissement comprend un condenseur, un evaporateur, un compresseur et un detendeur disposes generalement dans le compartiment avant du moteur. Il est connu de refroidir la batterie par le meme circuit de refroidissement dans lequel circule le fluide caloporteur que le circuit de refroidissement du systeme de refroidissement, ou par un circuit de refroidissement secondaire. Afin de chauffer l'habitacle du vehicule, il est necessaire de prendre de l'air situe a l'exterieur du vehicule, puis de l'acheminer vers l'installation « HVAC » afin de le rechauffer et de le distribuer dans l'habitacle du vehicule. Cette operation est particulierement energivore, notamment lorsque les temperatures exterieures sont faibles. 2 Afin de reduire la consommation electrique due au rechauffage de l'air exterieur, it est connu d'utiliser un volet dit de « recyclage » de l'air afin de reprendre de l'air provenant de l'habitacle et non plus de 1' exterieur du vehicule, c' est-à-dire en circuit ferme ou 5 partiellement ferme. En general, la quantite d'air recycle est comprise entre 0 et 100% de la quantite d'air total sortant par les buses d'aeration mais dans un temps reduit non permanent. Le recyclage de l'air en continu n'excede generalement pas 20%. La position de recyclage de l'air peut etre activee manuellement ou automatiquement. 10 Ainsi, it est possible d'eviter ou reduire l'introduction de mauvaises odeurs ou de gaz nocifs a l'interieur de l'habitacle du vehicule automobile. De plus, la reduction de consommation energetique permet d'augmenter l'autonomie du vehicule. Toutefois, l'utilisation de ce volet de recyclage presente 15 l'inconvenient de provoquer une augmentation du taux d'humidite de l'air circulant dans l'habitacle du vehicule quand le systeme est en mode chauffage. Cette augmentation du taux d'humidite peut se traduire par un embuage des vitres et du parebrise du vehicule automobile. 20 I1 existe un besoin pour reduire l'humidite de l'air circulant dans l'habitacle du vehicule, notamment dans les installations de chauffage, ventilation et climatisation d'air « HVAC », tout en reduisant la consommation energetique et l'impact sur l'autonomie du vehicule. 25 Le but de l'invention est de proposer un systeme de deshumidification d'un gaz, notamment pour le desembuage de vitres et d'un parebrise d'un vehicule, configure pour secher l'air afin de le deshumidifier tout en reduisant la consommation d'energie electrique et sans utiliser l'evaporateur pour deshumidifier. Cela permet donc de 30 ne pas utiliser la pompe a chaleur tout en reduisant la consommation. La presente invention a pour objet un dispositif de traitement d'un gaz, notamment de l'air, comprenant un corps comportant une premiere partie de deshumidification ou sechage de l'air configure 3 pour prelever l'air dans l'habitacle et le deshumidifier, une deuxieme partie de prelevement de l'air configure pour prelever l'air dans l'habitacle, hermetiquement separee de ladite premiere partie, et une chambre de mélange configuree pour recevoir l'air deshumidifie ou 5 seche provenant de la premiere partie et l'air preleve provenant de la deuxieme partie. En d'autres termes, le dispositif de traitement de l'air est configure pour prelever de l'air dans l'habitacle du vehicule automobile ; deshumidifier ou secher l'air preleve et envoyer l'air 10 seche vers le systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation HVAC ». Le dispositif de traitement de l'air permet ainsi d'equilibrer le niveau d'air recycle et reinjecte dans l'habitacle. En effet, si l'air est totalement sec, sans aucune humidite, ou comporte une humidite 15 relative inferieure a 30%, cela peut engendrer une gene pour les occupants des vehicules, notamment le dessechement des muqueuses. En couplant une partie de l'air seche avec une partie de l'air provenant de l'habitacle, non seche, it est possible de gerer precisement le niveau d'air de l'habitacle sans buee et sans dessechement. 20 Avantageusement, le dispositif comprend un organe de sechage de l'air destine a etre integre dans la premiere partie du corps, notamment dans un premier logement associe. Par exemple, l'organe de sechage comprend un support supportant des elements de sechage. Les elements de sechage peuvent 25 etre de type radiateur ou thermistance a coefficient thermique positif dite « CTP », ou autre. La valeur de puissance de la CTP est fonction du temps de deshumidification et de la quantite adsorbee. Par exemple, les elements de sechage peuvent etre une thermistance a coefficient thermique positif dite « CTP » de 900W afin de deshumidifier le 30 composant rapidement, par exemple en moins de 20 minutes. Avantageusement, le dispositif comprend un organe d'adsorption configure pour adsorber l'humidite de l'air seche par 4 l'organe de sechage et destine a etre integre dans la premiere partie du corps, notamment dans un deuxieme logement associe. L'organe d'adsorption de l'humidite peut comprendre un composant d'adsorption de l'humidite configure pour capter l'humidite 5 de l'air le traversant et pour stocker cette humidite. Le composant est configure pour adsorber cette humidite avec un niveau de saturation. A titre d'exemple non limitatif, le composant pose 320g sec pour un volume d'environ 360cm3. Le composant est capable de contenir une masse d' eau superieure a sa propre masse, en fonction de 10 l'hygrometrie et de la temperature de l'air qui le traverse. A titre d'exemple non limitatif, on pourrait utiliser comme composant un gel de silice, de la zeolithe ou du « metal organic framework » en termes anglo-saxons. L'air provenant de l'habitacle rechauffe par l'organe de 15 sechage traverse le composant afin de se recharger en humidite adsorbee. Le composant est par exemple supporte par un support. Le support du composant permet d'etre remplace facilement. Par exemple, le dispositif comprend egalement une pluralite de 20 volets supportes par un support destine a etre integre dans la deuxieme partie du corps, notamment dans un troisieme logement associe. L'ouverture et la fermeture desdits volets sont commandoes par un servomoteur en fonction de l'hygrometrie et de la temperature de l'air mesuree par des capteurs. Ainsi la deuxieme partie preleve de l'air 25 provenant de l'habitacle pour l'amener dans la chambre de mélange. Selon un deuxieme aspect, l'invention concerne un vehicule automobile comprenant un systeme de conditionnement d'air, tel qu'un systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation, dit « HVAC », destine a etre dispose a l'avant de l'habitacle sous le tableau de bord et 30 a l'arriere d'un tablier separant l'habitacle du compartiment avant du vehicule automobile et un dispositif de traitement de l'air tel que decrit precedemment. 5 Selon un mode de realisation, le dispositif de traitement de l'air est fixe sur le tablier de maniere a etre accole au systeme de conditionnement d'air, notamment sur une conduite d' entree de l'air recycle provenant de l'habitacle, par exemple par un organe 5 d'etancheite, par exemple tel qu'une mousse expansive. Ainsi, it est possible d'integrer, dans l'habitacle des vehicules existants, le dispositif de traitement de l'air sans modifier le systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation « HVAC ». L'air deshumidifie et seche provenant de la premiere partie du 10 corps se mélange a l'air recycle provenant de la deuxieme partie dans la chambre de mélange pour etre ensuite transmis, via la conduite de sortie a l'entree d'air recycle du systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation « HVAC ». Le dispositif de traitement de l'air selon l'invention permet une 15 reduction de la consommation electrique de l'ordre de 50% par rapport aux systemes actuels, en fonction des temperatures exterieures, ce qui permet d'augmenter considerablement l'autonomie des vehicules automobiles a propulsion electrique. A cet effet, le dispositif de traitement d'air comprend une 20 conduite de sortie pour envoyer le mélange d'air dans la chambre de mélange vers la conduite d'entree d'air recycle du systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation « HVAC ». Selon un autre mode de realisation, le dispositif de traitement de 1 ' air est integre directement a l' interieur du systeme de 25 conditionnement d'air, notamment entre une partie de ventilation et un evaporateur. D'autres buts, caracteristiques et avantages de l'invention apparaitront a la lecture de la description suivante, donnee uniquement a titre d'exemple non limitatif, et faite en reference aux dessins 30 annexes sur lesquels : la figure 1 represente tres schematiquement, en perspective, une partie d'un habitacle d'un vehicule automobile equipe d'un 6 systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation et d'un dispositif de traitement de l'air selon l'invention ; la figure 2 illustre le dispositif de traitement de l'air selon la figure 1 ; 5 la figure 3 represente une vue eclatee du dispositif de traitement de l'air selon la figure 2 ; et la figure 4 est une vue du dispositif de traitement de l'air coupe selon un plan horizontal pour laisser apparaitre une chambre de mélange de l'air traite avec de l'air non traite. 10 Tel qu'illustre a la figure 1, un vehicule automobile, reference 1 dans son ensemble, comprend un tableau de bord (non represente) dispose a l'arriere d'un pare-brise (non represente) et un systeme de conditionnement d'air, tel qu'un systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation 2, dit « HVAC », destine a etre dispose a l'avant de 15 l'habitacle 3 sous le tableau de bord et a l'arriere d'un tablier 4 separant l'habitacle 3 du compartiment avant (non represente) du vehicule automobile. Le systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation 2 n'est pas illustre en details. Le systeme de ventilation, chauffage et/ou 20 climatisation 2 comporte, de maniere generale, un moyen de ventilation ou soufflerie, un echangeur de chaleur tel qu'un evaporateur et un radiateur de chauffage, lesquels sont montes en serie a l'interieur du carter (non reference) du systeme de ventilation. Le radiateur peut etre alimente en liquide de refroidissement du circuit de 25 refroidissement (non represente) du moteur thermique (non represente) du vehicule automobile 1. Le systeme de climatisation 2 comprend une conduite d'entree (non representee) de l'air provenant de l'exterieur du vehicule, une conduite d'entree 2a de l'air AR provenant de l'habitacle 3, dit « air 30 recycle », une ou plusieurs conduites de sortie (non representees) dirigees vers l'interieur du pare-brise et les deux portes laterales (non representees), et une ou plusieurs conduites de sortie (non 7 representees) dirigees vers le conducteur du vehicule, par exemple vers ses membres inferieurs. L'air provenant de l'une et/ou l'autre des conduites d'entree est soufflé depuis le moyen de ventilation et dirige vers l'evaporateur, 5 puis vers le radiateur avant d'etre dirige vers l'une et/ou l'autre des conduites de sortie. Tel qu'illustre, le vehicule automobile comprend en outre un dispositif 10 de traitement de l'air provenant de l'habitacle 3 du vehicule automobile. Le dispositif 10 de traitement de l'air est 10 configure pour prelever de l'air dans l'habitacle du vehicule automobile ; deshumidifier ou secher l'air preleve et envoyer l'air seche vers le systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation 2 HVAC ». Le dispositif 10 de traitement de l'air est fixe sur le tablier 4 15 de maniere a etre accole au systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation 2 « HVAC », notamment sur la conduite d'entree 2a de l'air dit « recycle » AR par un organe d'etancheite, par exemple tel qu'une mousse expansive. Ainsi, it est possible d'integrer, dans l'habitacle des vehicules existants, le dispositif 10 de traitement de 20 l'air sans modifier le systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation 2 « HVAC ». Tel qu'illustre en details sur les figures 2 a 4, le dispositif 10 de traitement de l'air comprend un corps 12 comportant une premiere partie 14 de deshumidification ou sechage de l'air preleve dans 25 l'habitacle, une deuxieme partie 16 de prelevement de l'air dans l'habitacle, une chambre 18 de mélange de l'air configure pour recevoir l'air deshumidifie ou seche provenant de la premiere partie 14 avec l'air preleve non traite provenant de la deuxieme partie 16. Le dispositif 10 comprend une conduite de sortie 20 pour 30 envoyer ledit mélange d'air Am vers la conduite d'entree 2a d'air recycle du systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation 2 « HVAC ». La premiere partie 14 et la deuxieme partie 16 du corps 12 8 sont hermetiquement separees l'une de l'autre. La circulation de l'air est schematisee par une fleche F sur la figure 2. Le dispositif 10 de traitement de l'air permet ainsi d'equilibrer le niveau d'air recycle et reinjecte dans l'habitacle. En effet, si l'air 5 est totalement sec, sans aucune humidite, cela peut engendrer une gene pour les occupants des vehicules, notamment le dessechement des muqueuses. En couplant une partie de l'air seche avec une partie de l'air provenant de l'habitacle, non seche, it est possible de gerer precisement le niveau d'air de l'habitacle sans buee et sans 10 dessechement. Le dispositif 10 de traitement de l'air comprend un organe 22 de sechage de l'air preleve dans l'habitacle comportant un support 24 supportant des elements de sechage 26 et destine a etre integre dans un premier logement associe 24 de la premiere partie 14 du corps 12. Les 15 elements de sechage 26 peuvent etre de type radiateur ou thermistance a coefficient thermique positif dite « CTP », ou autre. Le dispositif 10 de traitement de l'air comprend en outre un organe 28 d'adsorption de l'humidite comprenant un support 30 supportant un composant 31 d'adsorption de l'humidite et destine a 20 etre integre dans un deuxieme logement associe 32 de la premiere partie 14 du corps 12. Le composant 31 d'adsorption de l'humidite est configure pour capter l'humidite de l'air le traversant et pour stocker cette humidite. Le composant est configure pour adsorber cette humidite avec un niveau de saturation. 25 A titre d'exemple non limitatif, le composant 31 pese 320g sec pour un volume d'environ 360cm3. Le composant 31 est capable de contenir une masse d' eau superieure a sa propre masse, en fonction de l'hygrometrie et de la temperature de l'air qui le traverse. Par exemple, pendant toute la phase de roulage, la quantite 30 d'air recycle entrant dans le systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation 2 « HVAC » est superieur a 50% de la totalite de l'air entrant, par exemple superieure ou egale a 66%, par exemple egale 75%. Une quantite d'air recycle de 100% engendrerait une 9 augmentation du niveau de dioxyde de carbone dans le vehicule automobile, ce qui peut entrainer un deconfort pour les passagers. Par exemple, les elements de sechage 26 peuvent etre une thermistance a coefficient thermique positif dite « CTP », par exemple 5 de 900W, afin de deshumidifier le composant 31 rapidement, par exemple en moins de 20 minutes. L'air provenant de l'habitacle rechauffe par l'organe de sechage 22 traverse le composant 31 afin de se recharger en humidite adsorbee. 10 Le dispositif 10 de traitement de l'air comprend en outre une pluralite de volets 34 supportes par un support 36 destine a etre integre dans un troisieme logement 38 associe dans la deuxieme partie 16 du corps 12. L'ouverture et la fermeture des volets sont commandoes par un servomoteur 40 en fonction de l'hygrometrie et de 15 la temperature de l'air mesuree par des capteurs (non representes). L'air deshumidifie et seche provenant de la premiere partie 14 du corps se mélange a l'air recycle provenant de la deuxieme partie 16 dans la chambre de mélange 18 pour etre ensuite transmis, via la conduite de sortie 20 a l' entree d' air recycle du systeme de 20 ventilation, chauffage et/ou climatisation 2 « HVAC ». Le dispositif de traitement de l'air selon l'invention permet une reduction de la consommation electrique de l'ordre de 50% en fonction de la temperature exterieure, par rapport aux systemes actuels, ce qui permet d' augmenter considerablement autonomie des vehicules 25 automobiles a propulsion electrique. De plus, it est possible d'integrer, dans l'habitacle des vehicules existants, le dispositif de traitement de l'air sans modifier le systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation 2 « HVAC ». On pourrait egalement prevoir d' integrer directement le 30 dispositif de traitement a l'interieur du systeme de ventilation, chauffage et/ou climatisation 2 « HVAC », notamment entre la partie de ventilation et l'evaporateur. 10 Enfin, le support pour le composant d'adsorption configure pour adsorber l'humidite de l'air lui permet d'etre facilement extrait et remplace dans le corps du dispositif de traitement de l'air. REVENDICATIONS1. Dispositif de traitement (10) d'un gaz, notamment de l'air, comprenant un corps (12) comportant une premiere partie (14) de deshumidification ou sechage de l'air, une deuxieme partie (16) de prelevement de l'air, hermetiquement separee de ladite premiere partie (14), et une chambre (18) de mélange configuree pour recevoir l'air deshumidifie ou seche provenant de la premiere partie (14) et l'air preleve provenant de la deuxieme partie (16). 2. Dispositif selon la revendication 1, comprenant un organe (22) de sechage de l'air destine a etre integre dans la premiere partie (14) du corps (12). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l'organe de sechage (22) comprend un support (24) supportant des elements de sechage (26). 4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les elements de sechage (26) sont de type thermistance a coefficient thermique positif. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 a 4, comprenant un organe (28) d'adsorption configure pour adsorber l'humidite de l'air seche par l'organe de sechage (22) et destine a etre integre dans la premiere partie (14) du corps (12). 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'organe (28) d'adsorption de l'humidite comprend un support (30) supportant un composant (31) d'adsorption de l'humidite configure pour capter l'humidite de l'air le traversant et pour stocker cette humidite. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications precedentes, comprenant une pluralite de volets (34) supportes par un support (36) destine a etre integre dans la deuxieme partie (16) du corps (12), l'ouverture et la fermeture desdits volets (34) etant commandoes par un servomoteur (40) en fonction de l'hygrometrie et de la temperature de l'air mesuree par des capteurs. 8. Vehicule automobile comprenant un systeme de conditionnement d' air (2) destine a etre dispose a l' avant de 12 l'habitacle (3) sous le tableau de bord et a l'arriere d'un tablier (4) separant l'habitacle (3) du compartiment avant du vehicule automobile et un dispositif (10) de traitement de l'air selon l'une quelconque des revendications precedentes. 5 9. Vehicule selon la revendication 8, dans lequel le dispositif (10) de traitement de l'air est fixe sur le tablier (4) de maniere a etre accole au systeme de conditionnement d'air (2), notamment sur une conduite d'entree (2a) de l'air recycle provenant de l'habitacle (3) 10. Vehicule selon la revendication 8, dans lequel le dispositif 10 (10) de traitement de l'air est integre directement a l'interieur du systeme de conditionnement d'air (2), notamment entre une partie de ventilation et un evaporateur.