FR2622522A1 - Automated washing installation for land-based vehicles and method for operating such an installation - Google Patents

Abstract

The field of the invention is that of fixed installations for washing private or utility vehicles. The objective of the invention is to provide such an installation which makes it possible to improve the efficiency and rapidity of washing by virtue of the use of fluids at optimised temperatures, and particularly at a temperature below that of the mains for certain phases, a minimized cost of use by virtue of a decrease in water, energy and product consumption, and a low investment cost by virtue of a modular design making it possible to prefabricate the hydraulic, electrical and electronic assemblies. These objects are reached with the aid of an installation particularly characterised in that it comprises two tanks 1, 2 for storing the washing fluid which are connected thermally by heat exchangers 3, 4 to at least one thermodynamic unit 5.

Description

L'invention concerne une installation de lavage pour véhicules terrestres et en particulier pour les véhicules automobiles de catégorie tourisme et utilitaire. The invention relates to a washing installation for land vehicles and in particular for motor vehicles of tourism and utility category.

L'installation selon l'invention présente notamment la particularité de fonctionner à l'aide d'un cycle de lavage utilisant différents niveaux de température, ces différents niveaux de température de distribution du fluide de lavage étant obtenus à l'aide d'un groupe thermodynamique faisant partie intégrante de l'installation. The installation according to the invention has the particular feature of operating using a washing cycle using different temperature levels, these different temperature levels of distribution of the washing fluid being obtained using a group thermodynamic part of the installation.

On connaît principalement deux types d'installations fixes destinées au lavage de véhicules automobiles. à savoir les installations de type 8 rouleaux" et les installations de type "à aspertion". There are mainly two types of fixed installations intended for washing motor vehicles. namely installations of the 8-roller type "and installations of the" sprinkler "type.

Les performances de ces installations connues. notamment pour ce qui concerne les critères de qualité et de régularité des lavages obtenus, sont limitées par le fait que le fluide de lavage (eau ou eau | additif) ne peut être distribué qutà une température supérieure ou au moins égale à la température de l'eau du réseau, laquelle température varie en fonction des conditions climatiques et du type de canalisations amenant l'eau du réseau urbain ou de la citerne de stockage à la station de lavage. The performance of these known installations. in particular as regards the quality and regularity criteria of the washes obtained, are limited by the fact that the washing fluid (water or water | additive) can only be dispensed at a temperature greater than or at least equal to the temperature of the network water, which temperature varies depending on climatic conditions and the type of pipes bringing water from the urban network or from the storage tank to the washing station.

De plus le coût de réalisation et/ou le coût d'exploitation de ces installations connues sont augmentés par la nécessité d'intégrer une chaudière spécifique, destinée à réchauffer le fluide de lavage. ainsi que par la nécessité d'assurer l'alimentation en fluides et forces de cette chaudière.  In addition, the production cost and / or the operating cost of these known installations is increased by the need to integrate a specific boiler, intended to heat the washing fluid. as well as the need to ensure the supply of fluids and forces to this boiler.

On constate que les stations de lavage automatisées actuellement connues fonctionnent selon le cycle suivant:
1) prélavage à la température de l'eau du réseau.It can be seen that the currently known automated washing stations operate according to the following cycle:
1) prewash at mains water temperature.

2) Moyennant une importante dépense d'énergie. lavage à
une température élevée.2) For a significant expenditure of energy. wash at
high temperature.

3) Rincage à la température de l'eau du réseau. 3) Rinsing at the temperature of the mains water.

L'étude du comportement d'une surface métallique peinte montre que les résultats obtenus avec un tel cycle ne peuvent être totalement satisfaisants. notamment en été lorsque la température de distribution de l'eau du réseau se trouve être supérieure à 10 ~c (on mesure jusqu'8 25 ~c au mois d'août).  The study of the behavior of a painted metal surface shows that the results obtained with such a cycle cannot be completely satisfactory. especially in summer when the network water distribution temperature is found to be above 10 ~ c (we measure up to 8 25 ~ c in August).

En effet les travaux de l'auteur (non publiés) ont montré que le cycle de lavage optimal pour le negtoiement d'une surface métallique peinte est le suivant:
l)prélavage à la température la plus basse
possible (environ 2 c). In fact, the author's work (unpublished) has shown that the optimal washing cycle for cleaning a painted metal surface is as follows:
l) prewash at the lowest temperature
possible (about 2 tsp).

2)Lavage à environ 45 c au dessus de la température
de prélavage.2) Wash at around 45 c above the temperature
of prewash.

3)Rincage à la température la plus basse possible
(environ 2 C). 3) Rinse at the lowest possible temperature
(about 2 C).

Un tel cycle permet en effet d'obtenir la fissuration des particules grasses du fait du pouvoir de rétraction du fluide à très basse température utilisé lors du prélavage. Les particules grasses. une fois. fissurées, sont imprégnées plus facilement par les agents actifs lors de la phase de lavage. Such a cycle in fact makes it possible to obtain the cracking of the fatty particles due to the shrinking power of the fluid at very low temperature used during the prewash. Oily particles. Once. cracked, are impregnated more easily by the active agents during the washing phase.

Cette phase de lavage peut alors s'éffectuer à une température modérée (de l'ordre de 47 C), compatible avec les règlements de sécurité , alors que les cycles connus ont tendance à faire appel à des températures très élevées de 60 ~c) pour tenter d' obtenir des résultats satisfaisants. et ce alors même que les règles de sécurité limitent la température de distribution du fluide å 50 C. Enfin, lorsque le cycle de lavage intègre l'aspertion du véhicule avec de la cire, on constate que la tension du film de cire est réalisée d'une façon plus rapide et homogène si l'on éffectue un zincage à basse température comme le permet une installation selon l'invention. This washing phase can then be carried out at a moderate temperature (of the order of 47 C), compatible with safety regulations, while known cycles tend to use very high temperatures of 60 ~ c) to try to get satisfactory results. and this even while the safety rules limit the temperature of distribution of the fluid to 50 C. Finally, when the washing cycle integrates the spraying of the vehicle with wax, it can be seen that the tension of the wax film is achieved by 'A faster and more homogeneous if one performs a zincing at low temperature as allows an installation according to the invention.

Afin d'amplifier les effets des chocs thermiques, on pourra dans une variante avantageuse de l'invention. mélanger à l'eau de prélavage ou de rincage des composants antigel. In order to amplify the effects of thermal shock, it is possible in an advantageous variant of the invention. mix antifreeze components with prewash or rinse water.

On pourra également obtenir les variations thermiques souhaitées au niveau des surfaces de la carosserie du véhicule au moyen de flux d'air ou de gaz dirigés par des ventilateurs vers les surfaces à nettoyer. ces flux d'air ou de gaz étant réchauffés ou refroidis par échange thermique avec un circuit thermodynamique intégré à l'installation. It is also possible to obtain the desired thermal variations at the surfaces of the vehicle body by means of air or gas flows directed by fans towards the surfaces to be cleaned. these air or gas flows being heated or cooled by heat exchange with a thermodynamic circuit integrated into the installation.

L'obJet de l'invention est donc de réaliser une station de lavage automatisée pour véhicules automobiles qui permette l'optimisation des cycles thermiques de lavage. The object of the invention is therefore to provide an automated washing station for motor vehicles which allows the optimization of thermal washing cycles.

Cette optimisation, remarquable en ce qu'elle fait appel à des températures inférieures à la température de ditribution de l'eau du réseau. a pour conséquence une amélioration des performances en matière d'élimination des matières grasses et des saletés. une diminution de la quantité d'eau consommée pour le lavage d'un véhicule, une diminution de la quantité d'agents actifs consommée par lavage, et une diminution du temps d'occupation de la station pour une opération de lavage. Elle présente en outre l'avantage de réduire, pour chaque opération de lavage, la consommation d'énergie exprimée en KWH d'environ 50N par rapport à une installation connue.  This optimization, remarkable in that it uses temperatures below the distribution temperature of the mains water. results in improved performance in removing fat and dirt. a decrease in the amount of water consumed for washing a vehicle, a decrease in the amount of active agents consumed by washing, and a decrease in the station occupation time for a washing operation. It also has the advantage of reducing, for each washing operation, the energy consumption expressed in KWH by around 50N compared to a known installation.

A titre indicatif, une installation selon l'invention doit ramener le cout des consommables par opération de lavage d'environ 20% du prix de vente à environ 13%. sur la base d'un prix du lavage à 20F. En effet, dans une installation selon l'invention
-Le poste énergie est ramené de 6 à 4X du prix de vente.As an indication, an installation according to the invention must reduce the cost of consumables per washing operation from approximately 20% of the sale price to approximately 13%. based on a washing price of 20F. Indeed, in an installation according to the invention
-The energy item is reduced from 6 to 4X of the sale price.

-Le poste eau est réduit de 2 à 1.5% du prix de vente. -The water station is reduced from 2 to 1.5% of the sale price.

-Le poste produits passe de 12 à 8X du prix de vente. -The product item goes from 12 to 8X of the sale price.

Un objet complémentaire de l'invention est de proposer une station de lavage autonome et modulaire dont le prix de vente soit particulièrement compétitif du fait de l'intégration de tous les composants essentiels au stade de la préfabrication et dont la mise en oeuvre soit particulièrement aisée et nontributaire des contraintes énergétiques locales (présence d'amenées et/ou de stockage de fuel ou de gaz sur le site, évacuation des fumées). Le couplage d'un ballon de stockage et d'un groupe thermodynamique de dimension et de puissance choisis en fonction des cadences de lavage permet en effet de satisfaire la totalité des besoins énergétiques de la station de lavage tout en conservant une puissance électrique installée faible et en s'affranchissant des contraintes liées l'implantation d'une chaudière. A complementary object of the invention is to provide an autonomous and modular washing station whose selling price is particularly competitive due to the integration of all the essential components at the prefabrication stage and whose implementation is particularly easy. and not dependent on local energy constraints (presence of supply and / or storage of fuel or gas on the site, smoke evacuation). The coupling of a storage tank and a thermodynamic group of size and power chosen according to the washing rates in fact makes it possible to meet all of the energy needs of the washing station while keeping the installed electrical power low and by overcoming the constraints linked to the installation of a boiler.

L'invention concerne également le procédé qui consiste à utiliser un groupe thermodynamique, c'est à dire une pompe à chaleur, et des moyens de stockage pour préparer rapidement et d'une façon économique les quantités d'eau nécessaires à un cycle de lavage ou å une succession de cycles de lavages de véhicules automobiles, ceci tout en conférant aux différents volumes stockés les températures optimales nécessitées par le cycle choisi.  The invention also relates to the method which consists in using a thermodynamic group, ie a heat pump, and storage means for quickly and economically preparing the quantities of water necessary for a washing cycle. or to a succession of washing cycles of motor vehicles, this while conferring on the different volumes stored the optimum temperatures required by the chosen cycle.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture suivante d'un mode -de réalisation préférentiel de l'invention, donné à simple titre illustratif, et des dessins annexés dans lesquels:
- La figure 1 représente une station de lavage selon
l'invention.Other characteristics and advantages of the invention will appear on the following reading of a preferred embodiment of the invention, given for illustrative purposes only, and of the appended drawings in which:
- Figure 1 shows a washing station according
the invention.

- La figure 2 représente le détail du circuit de pro
duction et de stockage des fluides de lavage.- Figure 2 shows the detail of the pro circuit
duction and storage of washing fluids.

- La figure 3 est un graphe illustrant les cycles de
lavage dans une installation classique et dans une
installation selon l'invention, avec indication des
durées relatives (abscisse) des températures atteintes
(ordonnée positive) et des débits (ordonnée négative).- Figure 3 is a graph illustrating the cycles of
washing in a conventional installation and in a
installation according to the invention, with indication of
relative times (abscissa) of the temperatures reached
(positive ordinate) and debits (negative ordinate).

L'installation de lavage automatisée pour véhicules automobiles selon l'invention représentée par les figures 1 à 3 comprend, dans un mode de réalisation préférentiel, deux réservoirs de stockage d'eau à 2 températures différentes. The automated washing installation for motor vehicles according to the invention represented by FIGS. 1 to 3 comprises, in a preferred embodiment, two water storage tanks at 2 different temperatures.

L'installation est caractérisée en ce qu'elle comprend un réservoir (1) destiné a préparer et S stocker de l'eau à basse température réservoir muni d'un dipositf d'isolation et d'un dispositif d'échange thermique (3) pouvant être soit un échangeur imérgé dans le réservoir soit un échangeur extérieur. The installation is characterized in that it comprises a reservoir (1) intended for preparing and storing water at low temperature reservoir provided with an isolation device and a heat exchange device (3) can be either an exchanger immersed in the tank or an external exchanger.

L'installation comprend également un deuxième réservoir (2) destiné à préparer et à stocker de l'eau A moyenne température lequel réservoir comprend des moyens d'isolation par rapport à l'ambiance ainsi que des moyens d'apport de calories (4). The installation also comprises a second tank (2) intended for preparing and storing water At medium temperature which tank comprises means of isolation from the atmosphere as well as means of supplying calories (4) .

Ces deux réservoirs (1) et (2) sont en contact thermique avec au moins un groupe thermodynamique (5), lequel est raccordé de telle façon qu'il pompe de calories dans le réservoir froid (1) et/ou injecte des calories dans le réservoir moyenne température (2).  These two tanks (1) and (2) are in thermal contact with at least one thermodynamic group (5), which is connected in such a way that it pumps calories into the cold tank (1) and / or injects calories into the medium temperature tank (2).

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le ou les groupes thermodynamiques pourront également être en contact thermique avec un échangeur à air (14) destiné à modifier la température de l'air envoyé dans le local de lavage des véhicules (24) par un ventilateur (13) et avec un deuxième échangeur à air (ll) destiné à prélever des calories sur l'air extérieur et/ou à modifier la température de l'air expédié dans le local (24). Dans l'exemple de réalisation représenté, les échanges thermiques avec l'air sont réalisés par un groupe spécifique (10) muni d'un compresseur (8), d'un détendeur (9) et de deux échangeurs (11) et (14) sur un même circuit. According to an advantageous characteristic of the invention, the thermodynamic group or groups may also be in thermal contact with an air exchanger (14) intended to modify the temperature of the air sent to the vehicle washing room (24) by a fan (13) and with a second air exchanger (ll) intended to take calories from the outside air and / or to modify the temperature of the air sent to the room (24). In the embodiment shown, the heat exchanges with the air are carried out by a specific group (10) provided with a compressor (8), a pressure reducer (9) and two exchangers (11) and (14 ) on the same circuit.

frigorifique (12).refrigerator (12).

Le groupe thermodynamique (5) comprend au minimum un compresseur (6), un échangeur de source froide (3). un déten deur (7) et une source chaude (4). Ces éléments sont partie intégrante d'un circuit (15) fermé rempli d'un fluide frigori gène, par exemple du fréon. The thermodynamic group (5) comprises at least a compressor (6), a cold source exchanger (3). a regulator (7) and a hot spring (4). These elements are an integral part of a closed circuit (15) filled with a gene refrigerant, for example freon.

L'eau du réseau est amenée dans le local technique (27) par une tuyauterie qui alimente les ballons (1) et (2) ainsi que le ou les ballons de stockage de produits actifs (21) et
(22). A la sortie des ballons l'eau est dirigée vers une vanne mélangeuse (18) munie d'un moteur (17) et pilotée par un automate (16), permettant d'ajuster la température de distribution en fonction du cycle désiré.En amont de la vanne mélangeuse, les produits actifs stockés dans des ballons
< 21,22) sont injectés par ouverture de vannes spécifique
< 19,20). Enfin, l'eau de lavage, additionnée ou non des produits actifs est projetée à la température souhaitée vers le véhicule (26), soit au moyen de rampes fixes (23) soit au moyen d'une lance mobile (25) manipulée par l'opérateur ou, préférentiellement, par un dispositif robotisé. The network water is brought into the technical room (27) by a pipe which feeds the tanks (1) and (2) as well as the storage tank (s) for active products (21) and
(22). At the outlet of the tanks, the water is directed to a mixing valve (18) provided with a motor (17) and controlled by an automaton (16), allowing the distribution temperature to be adjusted according to the desired cycle. of the mixing valve, the active products stored in flasks
<21.22) are injected by opening specific valves
<19.20). Finally, the washing water, with or without the addition of active products, is sprayed at the desired temperature towards the vehicle (26), either by means of fixed ramps (23) or by means of a mobile lance (25) manipulated by the operator or, preferably, by a robotic device.

La Figure 3 illustre la comparaison entre un cycle de lavage obtenu avec une installation selon l'invention (courbe 30) et un cycle de lavage obtenu avec une installation classique (courbe 40). On constate que la courbe (30) comprend deux phases de distribution d'eau (31) et (32) à une température nettement inférieure à la température de l'eau du réseau représentée par les paliers (41) et (42) de la courbe (40). Par ailleurs la température maximale atteinte sur le palier (33) de la courbe (30) est sensiblement inférieure à celle nécessaire pour la phase (43) du cycle (40). On constate également que la dépense énergétique représentée par la surface (34) est inférieure å celle représentée par la surface (44) et que la durée totale du cycle (30) obtenu avec une installation selon l'invention est nettement inférieure à la durée d'un cycle (40) obtenu avec une installation classique. On constate également que les périodes à débit nul (représentées en dessous de l'axe
O.X = Durées) sont identiques pour les deux cycles. Figure 3 illustrates the comparison between a washing cycle obtained with an installation according to the invention (curve 30) and a washing cycle obtained with a conventional installation (curve 40). It can be seen that the curve (30) comprises two phases of water distribution (31) and (32) at a temperature significantly lower than the temperature of the network water represented by the bearings (41) and (42) of the curve (40). Furthermore, the maximum temperature reached on the bearing (33) of the curve (30) is significantly lower than that necessary for the phase (43) of the cycle (40). It can also be seen that the energy expenditure represented by the surface (34) is less than that represented by the surface (44) and that the total duration of the cycle (30) obtained with an installation according to the invention is much less than the duration d 'A cycle (40) obtained with a conventional installation. We also note that the periods with zero flow (represented below the axis
OX = Duration) are identical for the two cycles.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1) Installation destinée au lavage de véhicules automobiles caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un réservoir de stockage (1) du fluide de lavage muni d'un dipositif d'apport de calories et/ou de frigories (3). 1) Installation intended for washing motor vehicles, characterized in that it comprises at least one storage tank (1) for the washing fluid provided with a device for supplying calories and / or frigories (3). 2) Installation de lavage de véhicules automobiles selon revendication 1 caractérisée en ce que le fluide de lavage contenu dans le réservoir (1) est en contact thermique avec un groupe thermodynamique (5) muni d'un compresseur (6) et d'un détendeur (7). 2) motor vehicle washing installation according to claim 1 characterized in that the washing fluid contained in the tank (1) is in thermal contact with a thermodynamic group (5) provided with a compressor (6) and a pressure reducer (7). 3) nstallation de lavage pour véhicules automobiles selon revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend deux réservoirs de stockage de fluide destiné au lavage (1) et (2) à deux températures différentes, ces deux réservoirs étant munis de dispositifs d'échange thermique (3) et (4). 3) washing installation for motor vehicles according to claim 1 characterized in that it comprises two fluid storage tanks intended for washing (1) and (2) at two different temperatures, these two tanks being provided with heat exchange devices (3) and (4). 4) Installation de lavage de véhicules automobiles selon la revendication 3 caractérisée en ce que les dispositifs d'échange thermique des réservoirs (1) et (2) sont des échangeurs reliés thermiquement à un groupe thermodynamique (5) dont ils constituent respectivement au moins une partie de la source froide et au moins une partie de la source chaude. 4) A vehicle washing installation according to claim 3 characterized in that the heat exchange devices of the tanks (1) and (2) are exchangers thermally connected to a thermodynamic group (5) of which they respectively constitute at least one part of the cold source and at least part of the hot source. 5) Installation de lavage pour véhicules automobiles selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un groupe thermodynamique (5). 5) A washing installation for motor vehicles according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises at least one thermodynamic group (5). 6) Installation de lavage de véhicules automobiles selon revendication 5. caractérisée en ce que le groupe thermodynamique est muni d'au moins un échangeur de chaleur (11) entre le fluide frigorigène et l'air.  6) A vehicle washing installation according to claim 5. characterized in that the thermodynamic group is provided with at least one heat exchanger (11) between the refrigerant and the air. 7) Installation de lavage de véhicules automobiles selon revendication 6. caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un ventilateur (13) avant pour fonction de diriger l'air vers le local de lavage (24) après passage sur l'un des échangeurs du groupe thermodynamique (5). 7) A vehicle washing installation according to claim 6. characterized in that it comprises at least one fan (13) before for the function of directing the air towards the washing room (24) after passing over one of the exchangers of the thermodynamic group (5). 8) Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce qu'elle comprend une vanne mélangeuse (18) placée à l'intersection des tuyauteries de sortie des ballons (1) et (2) et pilotée par un automate ou microprocesseur en fonction des températures des ballons (1) et (2). 8) Installation according to any one of claims 1 to 5 characterized in that it comprises a mixing valve (18) placed at the intersection of the outlet pipes of the balloons (1) and (2) and controlled by an automaton or microprocessor as a function of the temperatures of the tanks (1) and (2). 9) Procédé de lavage de véhicules automobiles. au moyen d'une installation autonome du type comprenant au moins un réservoir de stockage du fluide de lavage, caractérisé en ce qu'on utilise un ou plusieurs groupes thermodynamiques (5) pour préparer le fluide de lausge-et/ou l'air à la ou aux températures nécessaires aux opérations successives de prélavage. de lavage et de rincage du véhicule (26). 9) Method for washing motor vehicles. by means of an autonomous installation of the type comprising at least one reservoir for storing the washing fluid, characterized in that one or more thermodynamic groups (5) are used to prepare the lausge fluid and / or the air to the temperature or temperatures required for successive prewash operations. for washing and rinsing the vehicle (26). 10)Installation autonome et modulaire destinée au lavage de véhicules automobiles, caractérisée en ce qu'elle comprend d'une part un module technique préfabriqué comportant les éléments de stockage (1),(2)~ (20),(21), de production de calorie#s et/ou de frigories (5), d'échange thermique (3). (4), de régulation et d'automatisme (18), ces éléments se plaçant dans un local technique (27). et. d'autre part, des moyens d'aspertion du véhicule (23), (25) destinés à prendre place dans l'enceinte de lavage (24) des véhicules.  10) Autonomous and modular installation intended for washing motor vehicles, characterized in that it comprises on the one hand a prefabricated technical module comprising the storage elements (1), (2) ~ (20), (21), production of calories # s and / or frigories (5), heat exchange (3). (4), regulation and automation (18), these elements being placed in a technical room (27). and. on the other hand, vehicle suction means (23), (25) intended to take place in the washing enclosure (24) of the vehicles.