Brevet FR3111849A1 — publié le 20211231

L’invention concerne un système de climatisation/chauffage (1) pour véhicule (2) automobile, le système de climatisation/chauffage (2) comportant : - un circuit de production de froid (10, 12, 14, 16, 18) comportant un évaporateur (16) ; - au moins un filtre à air (22) pour filtrer l’air traversant l’évaporateur (16) ; le système de climatisation/chauffage (1) comportant un dispositif de chauffage (3) configuré pour réchauffer l’air contenu dans l’espace (160) séparant le filtre à air (22) de l’évaporateur (16). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Système de climatisation/chauffage pour véhicule automobile et véhicule automobile comportant un tel dispositif L’invention se rapporte au domaine de la climatisation des véhicules automobiles La climatisation est un élément de confort de plus en plus souvent installé dans les véhicules automobiles. De manière connue, un dispositif de climatisation pour véhicule automobile comporte quatre éléments principaux : un compresseur, un condenseur, un détendeur, et un évaporateur. Ces quatre éléments sont disposés au sein d’un circuit fermé dans lequel circule un fluide frigorigène (ou fluide réfrigérant). Le rôle du compresseur est d’assurer la circulation du fluide frigorigène dans le circuit en aspirant ce fluide à l’état gazeux, et de comprimer ce fluide et de l’envoyer vers le condenseur sous forme de gaz à haute pression et haute température. Le condenseur est un échangeur thermique dans lequel le fluide caloporteur passe de l’état gazeux à l’état liquide, étape durant laquelle le fluide cède une partie de son énergie thermique, avant de passer dans le détendeur. Le rôle du détendeur est de faire chuter la pression, et donc la température du fluide caloporteur. Enfin, le rôle de l’évaporateur est de faire passer le fluide caloporteur de l’état liquide à l’état gazeux. Durant ce changement de phase, le fluide caloporteur absorbe la chaleur de l’air qui traverse l’évaporateur. L’air ainsi refroidi est envoyé vers l’habitacle au moyen d’un système de ventilation. En sortie d’évaporateur, le fluide caloporteur à l’état gazeux est aspiré par le compresseur et entame ainsi un nouveau cycle. Pour le confort des occupants, les constructeurs automobiles sont de plus en plus attentifs à la qualité de l’air à l’intérieur de l’habitacle. Un des aspects diminuant la qualité de l’air perçue par les occupants est la présence d’odeur. Des odeurs désagréables peuvent être générées par des microorganismes se développant dans le système de climatisation, et notamment dans le filtre à air destiné à filtrer l’air qui sera introduit dans l’habitacle, après passage dans l’évaporateur du système de climatisation. On sait que les filtres à air d’habitacle ne sont pas toujours remplacés avec la régularité recommandée par le constructeur, ou peuvent être mal montés. Lorsque le filtre à air ne joue pas correctement son rôle de filtration, il peut laisser passer des poussières, et donc matières organiques solides qui sont en suspension dans l’air. Ces matières organiques pénètrent dans l’évaporateur (qui se trouve immédiatement en aval du filtre à air sur le chemin de l’air) et restent prisonnières dans l’évaporateur. L’humidité qui règne dans l’évaporateur en raison du ruissellement de l’eau de condensat favorise les développements microbiens (moisissures et bactéries) dans un premier temps, générant dans un second temps des dégagements de composés organiques volatils. Ce phénomène génère ainsi des odeurs désagréables qui peuvent être perçues par les occupants du véhicule lorsque l’air passant à travers l’évaporateur est soufflé dans l’habitacle. Afin d’éviter la prolifération de microorganismes dans l’évaporateur, on connait des systèmes passifs (par exemple des évaporateurs comportant un vernis antibactérien, des filtres à air incluant des substances chimiques adéquates, etc.) et des systèmes actifs (ioniseur, ozoniseur, etc.). Les systèmes connus sont cependant relativement peu efficaces, ou alors très onéreux, ce qui n’est pas compatible avec les contraintes économiques des constructeurs automobiles. En outre, même lorsqu’ils sont efficaces, les systèmes connus présentent une efficacité partielle et qui diminue fortement dans le temps. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de l’état de la technique, et plus particulièrement ceux ci-dessus exposés, en proposant un système de climatisation pour véhicule automobile qui permette d’éviter toute prolifération de microorganismes dans l’évaporateur, et ainsi éviter l’apparition de mauvaises odeurs dans l’habitacle. À cet effet l’invention concerne un système de climatisation/chauffage pour véhicule automobile, le système de climatisation/chauffage comportant : - un circuit de production de froid comportant un évaporateur ; - au moins un filtre à air pour filtrer l’air traversant l’évaporateur ; le système de climatisation/chauffage comportant un dispositif de chauffage configuré pour réchauffer l’air contenu dans l’espace séparant le filtre à air de l’évaporateur. Ainsi en réchauffant l’air contenu dans l’espace séparant le filtre à air de l’évaporateur, qui est un espace très réduit contenant un faible volume d’air, il est possible d’obtenir des températures élevées rapidement et avec une grande efficience. La chaleur se transmet rapidement et efficacement aux surfaces internes du filtre à air et de l’évaporateur, permettant alors, avec une température et une durée adaptées, de réaliser une désinfection profonde de ces éléments. La prolifération de microorganismes est évitée, et avec elle, la production de mauvaises odeurs. Dans une réalisation, le dispositif de chauffage est configuré pour entourer partiellement ou intégralement l’espace séparant le filtre à air de l’évaporateur. Dans une réalisation, le dispositif de chauffage est configuré pour fermer partiellement ou intégralement l’espace séparant le filtre à air de l’évaporateur. Dans une réalisation, le dispositif de chauffage comporte une résistance électrique chauffante. Dans une réalisation, le dispositif de chauffage comporte un circuit de chauffage prévu pour la circulation d’un fluide caloriporteur, par exemple un fluide caloporteur à base d’eau. Dans une réalisation, le circuit de chauffage comporte une électrovanne. Dans une réalisation, le système de climatisation/chauffage comporte un processeur pour activer le dispositif de chauffage pour effectuer des cycles de désinfection. L’invention concerne également un véhicule automobile comportant un système de climatisation/chauffage tel que défini ci-dessus. Dans une réalisation, le véhicule automobile comporte un moteur équipé d’un circuit de refroidissement, et le circuit de chauffage est en communication fluidique avec le circuit de refroidissement du moteur par l’intermédiaire de l’électrovanne. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : La figure 1 est un schéma illustrant un système de climatisation/chauffage conforme à l’invention. La figure 2a est une vue de détail de la figure 1, montrant un filtre à air et un évaporateur vus de côté. La figure 2b est une vue de détail de la figure 1, montrant un filtre à air et un évaporateur vus de face. La figure 3 est un schéma illustrant un système de climatisation/chauffage conforme à l’invention. La figure 1 est un schéma illustrant un système de climatisation/chauffage 1 conforme à l’invention équipant un véhicule automobile. Le système de climatisation/chauffage 1 comporte dans l’exemple un compresseur 10, un condenseur 12, un détendeur 14, et un évaporateur 16. Ces quatre éléments sont disposés au sein d’un circuit 18 fermé dans lequel circule un fluide frigorigène (ou fluide réfrigérant). De façon conventionnelle, le compresseur 10 a pour fonction d’assurer la circulation du fluide frigorigène dans le circuit 18 en aspirant ce fluide à l’état gazeux, et de comprimer ce fluide et de l’envoyer vers le condenseur sous forme de gaz à haute pression et haute température. Le condenseur 12 est un échangeur thermique dans lequel le fluide caloporteur passe de l’état gazeux à l’état liquide, étape durant laquelle le fluide cède une partie de son énergie thermique, avant de passer dans le détendeur 14. Le détendeur 14 a pour fonction de faire chuter la pression, et donc la température du fluide caloporteur. Enfin, l’évaporateur 16 a pour fonction de faire passer le fluide caloporteur de l’état liquide à l’état gazeux. Durant ce changement de phase, le fluide caloporteur absorbe la chaleur de l’air qui traverse l’évaporateur. En sortie de l’évaporateur 16, le fluide caloporteur à l’état gazeux est aspiré par le compresseur et entame ainsi un nouveau cycle. Avant d’être introduit dans l’habitacle du véhicule équipé du système de climatisation/chauffage 1, l’air extérieur est capté par un ventilateur 20 et dirigé vers un filtre à air 22 disposé en regard de l’évaporateur 16. L’air passe ensuite à travers l’évaporateur 16, puis traverse une chambre de mélange 24. S’il doit être réchauffé avant d’être soufflé dans l’habitacle du véhicule 2, l’air passe ensuite à travers un aérotherme 26 utilisant généralement la chaleur produite par le moteur 2 du véhicule pour chauffer l’air. L’air froid ou chaud est dirigé vers le système de distribution d’air 28 qui souffle l’air au sein de l’habitacle. Conformément à l’invention, le système de climatisation/chauffage comporte un dispositif de chauffage 3 disposé au niveau de l’interface entre le filtre à air 22 et l’évaporateur 16. Plus précisément, le dispositif de chauffage 3 est configuré pour confiner au moins partiellement l’espace situé entre la sortie du filtre à air 24 et l’entrée de l’évaporateur 16, et pour réchauffer l’air contenu dans cet espace. Compte tenu de la taille réduite de cette espace, la distance entre le filtre à air et l’évaporateur étant couramment inférieure à 5 millimètre, le volume d’air à réchauffer est faible, et, avec peu d’énergie, il est possible d’atteindre rapidement une température très importante, par exemple une température supérieure à au moins 60°C. La chaleur ainsi produite se propage facilement par conduction et par rayonnement aux différentes surfaces du filtre à air et de l’évaporateur. On réalise ainsi une désinfection profonde de ces deux éléments, car on sait qu’à 65°C (température de pasteurisation), on obtient un taux de mortalité de 90% parmi les microorganismes présents, pour une durée d’exposition d’environ 15 minutes. Dans l’exemple de la figure 1, le dispositif de chauffage comporte une résistance électrique chauffante 30, alimentée par la batterie du véhicule. Cette configuration est adaptée à tous les véhicules, qu’ils soient à propulsion thermique, électrique ou hybride. Comme visible sur les vues de détail des figures 2a et 2b, il est important que l’espace 160 situé entre le filtre à air 24 et l’évaporateur 16 soit au moins partiellement clos par le dispositif de chauffage 3, ou à tout le moins que le dispositif de chauffage 3 entoure cet espace 160 de façon intégrale ou quasi-intégrale. La figure 3 représente un mode de réalisation du dispositif de chauffage 3 adapté au véhicules équipés d’une motorisation thermique. On sait qu’un moteur thermique comporte généralement un circuit d’eau de refroidissement, dans lequel circule de l’eau réchauffée par le moteur. Dans un tel cas, il est possible d’utiliser les calories de cette eau chaude pour le process de désinfection. Ainsi, le dispositif de chauffage 3 comporte dans l’exemple de la figure 3 un circuit de chauffage 32 dans lequel circule un fluide caloporteur. Le fluide caloporteur du circuit de chauffage 32 est réchauffé grâce aux calories de l’eau du circuit de refroidissement 200 du moteur 2 du véhicule. À cet effet, circuit le circuit de chauffage 32 est raccordé au circuit de refroidissement 200 du moteur 2 par l’intermédiaire d’un échangeur thermique 36. Avantageusement, le circuit de chauffage 32 comporte une électrovanne 34 permettant de réguler la circulation du fluide caloporteur dans le circuit, et donc d’activer ou désactiver le dispositif de chauffage 3. Le système de climatisation conforme à l’invention permet de procéder à une désinfection efficace grâce à l’énergie thermique utilisée de façon efficiente dans l’espace réduit situé entre le filtre à air et l’évaporateur. En outre, l’efficacité de la désinfection n’est pas susceptible de diminuer dans le temps. Avantageusement, le système de climatisation comporte un processeur permettant de gérer les cycles de désinfection en fonction de différents paramètres, tels que : des données reçues par l’intermédiaire d’un réseau de communication à distance, par exemple via internet, des données incluant des données météorologiques et/ou environnementales (par exemple, une alerte relative à la présence d’allergisants tels que le pollen) ; des données relatives à l’ancienneté du filtre à air ; des données relatives à la température extérieure et aux taux d’humidité dans l’atmosphère. Le processeur tient en outre compte du temps écoulé depuis le dernier cycle de désinfection. Système de climatisation/chauffage (1) pour véhicule automobile, le système de climatisation/chauffage (1) comportant : - un circuit de production de froid (10, 12, 14, 16, 18) comportant un évaporateur (16) ; - au moins un filtre à air (22) pour filtrer l’air traversant l’évaporateur (16) ; le système de climatisation/chauffage (1) comportant un dispositif de chauffage (3) configuré pour réchauffer l’air contenu dans l’espace (160) séparant le filtre à air (22) de l’évaporateur (16). Système de climatisation/chauffage (1) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de chauffage (3) est configuré pour entourer partiellement ou intégralement l’espace (160) séparant le filtre à air (22) de l’évaporateur (16). Système de climatisation/chauffage (1) selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif de chauffage (3) est configuré pour fermer partiellement ou intégralement l’espace (160) séparant le filtre à air (22) de l’évaporateur (16). Système de climatisation/chauffage (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de chauffage (3) comporte une résistance électrique chauffante (30). Système de climatisation/chauffage (1) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de chauffage (3) comporte un circuit de chauffage (32) prévu pour la circulation d’un fluide caloriporteur, par exemple un fluide caloporteur à base d’eau. Système de climatisation/chauffage (1) selon la revendication précédente, dans lequel le circuit de chauffage (32) comporte une électrovanne (34). Système de climatisation/chauffage (1) selon l’une des revendications précédentes, comportant un processeur pour activer le dispositif de chauffage (3) pour effectuer des cycles de désinfection. Véhicule automobile comportant un système de climatisation/chauffage (1) conforme à l’une des revendications précédentes. Véhicule automobile selon la revendication précédente en combinaison avec l’une des revendications 5 et 6, le véhicule comportant un moteur équipé d’un circuit de refroidissement dans lequel le circuit de chauffage (32) est en communication fluidique avec le circuit de refroidissement du moteur par l’intermédiaire de l’électrovanne (34).