FR3034047A1 - Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

Dispositif (2) de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile, comprenant : - un premier échangeur de chaleur (6), - un canal (3) d'écoulement d'un flux d'air où est agencé le premier échangeur de chaleur (6), - un premier chemin de contournement (16) du premier échangeur de chaleur (6), - un premier volet (18) et un deuxième volet (28) obstruant au moins partiellement le canal (3) d'écoulement du flux d'air, lesdits volets (18, 28) étant situés à proximité du premier échangeur de chaleur (6). Selon l'invention, le premier volet (18) est de type coulissant tandis que le deuxième volet (28) est d'un type différent du premier volet (18).

Description

1 Dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile Domaine Technique de l'invention La présente invention concerne le domaine des dispositifs de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile.

Etat de la technique antérieur Un véhicule automobile est couramment équipé d'un dispositif de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour réguler les paramètres aérotherm igues d'un flux d'air distribué vers l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Le dispositif comprend généralement un boîtier délimité par des cloisons dans lesquelles sont ménagées des ouvertures, dont au moins une entrée d'air et au moins une sortie d'air. De façon connue, le boîtier loge un pulseur pour faire circuler le flux d'air depuis l'entrée d'air vers la sortie d'air. Le boîtier loge aussi des moyens de traitement thermique pour réchauffer et/ou refroidir le flux d'air préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle. A titre d'exemple, les moyens de traitement thermique peuvent comprendre un évaporateur qui est destiné à refroidir et déshumidifier le flux d'air le traversant, ainsi qu'un radiateur, éventuellement associé à un radiateur additionnel, qui est destiné à réchauffer le flux d'air qui le traverse.

Il est connu, dans ces dispositifs, d'avoir un évaporateur disposé en aval de l'entrée d'air, de sorte que la totalité du flux d'air entrant à l'intérieur du boîtier soit déshumidifié par l'évaporateur. Puis, le flux d'air froid ainsi généré est admis dans une chambre de mixage principale et/ou orienté vers un organe de chauffage, notamment un radiateur et éventuellement un radiateur additionnel, pour obtenir un flux d'air chaud. La chambre de mixage principale sert à mélanger un ou plusieurs flux d'air froid et/ou chaud de sorte que le flux d'air issu du mélange, ayant la température de consigne souhaitée, soit distribué vers des zones spécifiques de l'habitacle du véhicule automobile. La chambre de mixage principale est pourvue 3034047 2 d'un premier organe de mixage afin de définir la proportion du flux d'air froid et du flux d'air chaud issu de la chambre de chauffage pénétrant dans la chambre de mixage principale. Cet organe permet ainsi d'ajuster la température du flux d'air mélangé destiné à être distribué dans la(es) zone(s) dédiées de l'habitacle, comme 5 par exemple les zones avant et arrière. Toutefois, il est également souhaitable de prévoir une possibilité de gérer thermiquement les différentes zones du véhicule de manière indépendante, notamment pour les véhicules haut de gamme. Pour ce faire, le boîtier loge également une chambre de mixage secondaire destinée à générer un flux d'air secondaire pour aérer une ou plusieurs autres zones de l'habitacle. La 10 chambre de mixage secondaire est aussi en communication aéraulique avec l'organe de chauffage et apte à recevoir tout ou une partie du flux d'air ayant traversé l'évaporateur du dispositif de chauffage, de ventilation et/ou de climatisation. La chambre de mixage secondaire est équipée d'un deuxième organe de mixage afin de définir la proportion du flux d'air froid et du flux d'air chaud pénétrant dans la chambre 15 de mixage secondaire pour ajuster la température du flux d'air distribué dans les autres zones du véhicule. Bien qu'un tel dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation permette de réaliser une gestion aéraulique indépendante pour plusieurs zones du véhicule, il 20 s'avère toutefois qu'un tel dispositif nécessite deux organes de distribution ce qui augmente le volume du dispositif et requiert une cinématique plus complexe. Exposé de l'invention 25 La présente invention vise à optimiser l'encombrement stérique d'un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation tout en ayant une cinématique simple dans le cadre d'un traitement thermique pour plusieurs zones du véhicule. Pour cela, l'invention propose un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile, comprenant : 30 - un premier échangeur de chaleur, - un canal d'écoulement d'un flux d'air où est agencé le premier échangeur de chaleur, - un premier chemin de contournement du premier échangeur de chaleur, 3034047 3 - un premier volet et un deuxième volet obstruant au moins partiellement le canal d'écoulement du flux d'air, lesdits volets étant situés à proximité du premier échangeur de chaleur.

5 Selon l'invention, le premier volet est de type coulissant tandis que le deuxième volet est d'un type différent dudit premier volet. De cette manière, l'invention permet d'avoir un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation moins encombrant que ceux de l'art antérieur. En utilisant un 10 deuxième volet d'un type autre que le premier volet coulissant, on s'assure ainsi une cinématique de liaison des deux volets au sein du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation simple tout en garantissant un gain de place. Il y a ainsi une synergie dans l'utilisation de ces deux volets qui permet de faire un compromis avantageux entre les gènes stériques et la cinématique du dispositif.

15 Des modes de réalisations particuliers selon l'invention proposent que : - lesdits premier et deuxième volets sont agencés en amont, par rapport à la direction de l'écoulement de le flux d'air, du premier l'échangeur de chaleur ; 20 - un deuxième échangeur de chaleur est agencé en amont, par rapport à la direction de l'écoulement du flux d'air, du premier échangeur de chaleur ; - le premier volet comprend un engrenage en interaction avec au moins une crémaillère ; - le deuxième volet est de type tambour ; 25 - le dispositif comprend un second chemin de contournement du premier échangeur de chaleur, le second chemin de contournement étant agencé à distance du premier chemin de contournement ; - le premier volet est disposé au niveau du premier chemin de contournement et le deuxième volet est disposé au niveau du deuxième 30 chemin de contournement ; - le dispositif comprend un élément de séparation agencé entre lesdits chemins de contournement du premier échangeur de chaleur, comprenant des moyens de réception aptes à accueillir le premier volet et le deuxième volet ; 3034047 4 - lesdits échangeurs de chaleurs sont agencés de manière sensiblement parallèle ; - lesdits chemins de contournements sont agencés de part et d'autre du premier échangeur de chaleur.

5 Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : 10 - La figure 1 illustre une vue de profil du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l'invention ; - La figure 2 illustre une vue de profil du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l'invention.

15 Description détaillée des modes de réalisation Pour obtenir un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation avec un faible encombrement stérique tout en ayant une cinématique simple, dans le cadre d'un traitement thermique pour plusieurs zones du véhicule, l'invention tel qu'illustrée à la 20 figure 1, propose un dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant un boîtier 4 définissant un canal 3 d'écoulement d'un flux air dans lequel sont logés des moyens de traitement thermique du flux d'air destiné à être distribué dans l'habitacle.

25 Les moyens de traitement thermique comprennent un premier échangeur de chaleur 6, par exemple un radiateur, destiné à réchauffer une partie du flux d'air circulant dans le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Le premier échangeur de chaleur 6 peut éventuellement être couplé à un radiateur électrique 7 additionnel destiné à réchauffer le flux d'air de manière plus rapide, notamment dans 30 le cas d'un démarrage du véhicule. Les moyens de traitement thermique comprennent également un deuxième échangeur de chaleur 8, par exemple un évaporateur, agencé en amont par rapport à la direction de l'écoulement du flux d'air du premier échangeur de chaleur 6. Le 3034047 5 deuxième échangeur de chaleur 8 est destiné à refroidir et déshumidifier l'intégralité du flux d'air circulant dans le dispositif de chauffage. Le flux d'air est introduit dans le boîtier 4 par une entrée (non illustrée) puis est dirigé vers une sortie, après avoir été traité thermiquement par les échangeurs de chaleur 6, 7, 8, par l'intermédiaire d'un 5 pulseur (non illustré). La sortie comprend plusieurs conduits distribuant les flux d'air vers des buses débouchant dans l'habitacle avec notamment le conduit 10 menant le flux d'air pour la buse de dégivrage permettant de désembuer le pare-brise, le conduit 12 menant le flux d'air vers la buse de ventilation latéraux/centraux permettant de refroidir/réchauffer les passagers du véhicule, ainsi que le conduit 14 10 orientant le flux d'air vers la buse pied permettant de réchauffer les pieds des passagers avant du véhicule. Afin de pouvoir distribuer les flux d'air vers les buses aux températures souhaitées, le dispositif 2 de chauffage, ventilation et climatisation comprend une première zone de mixage 15 où un flux d'air chaud et un flux d'air froid, issus respectivement des échangeurs de chaleur 6 et 8, sont mélangés dans 15 des proportions variables puis acheminés vers les buses débouchant dans l'habitacle. Pour garantir que le flux d'air froid, issu du deuxième échangeur de chaleur 8, ne soit pas thermiquement contaminé par le premier échangeur de chaleur 6, le dispositif 2 20 comprend un premier chemin de contournement 16 du premier échangeur de chaleur 6. Ainsi, le flux d'air froid, ayant traversé le deuxième échangeur de chaleur 8, circule soit à travers le premier échangeur de chaleur 6 pour être réchauffé, soit contourne le premier échangeur de chaleur 6 par le premier chemin de contournement 16 pour conserver sa température. Les deux flux d'air chaud et froid sont orientés en direction 25 de la première zone de mixage 15 pour y être mélangés et distribués vers les buses de sortie aux températures consignées. Pour réaliser ce mélange dans des proportions variables, le dispositif 2 comprend un premier volet 18 permettant de réguler la proportion de flux d'air froid passant par le premier échangeur de chaleur 6 et la proportion de flux d'air froid passant par le premier chemin de contournement 30 16. Le premier volet 18 est de type coulissant et comprend une porte 21 sur laquelle est agencée une crémaillère. Afin de mettre le premier volet 18 en mouvement, un engrenage 20 complémentaire à la crémaillère est mis en rotation autour d'un axe A 3034047 6 par un actionneur non illustré. La rotation de l'engrenage entraîne le mouvement en translation de la porte 21 entre deux positions extrêmes, une position où le premier volet 18 bloque l'accès du flux d'air froid au premier chemin de contournement 16 et une position où le premier volet bloque l'accès du flux d'air froid au premier 5 échangeur de chaleur 6. L'accès du flux d'air froid au premier échangeur de chaleur 6, est réalisé par l'intermédiaire d'un couloir 19 correspondant à une portion du canal 3 d'écoulement d'un flux d'air situé entre l'élément de séparation 30, qui sera décrit ultérieurement, et le premier échangeur de chaleur 6.

10 Selon le positionnement du premier volet 18, le flux d'air froid issu du deuxième échangeur de chaleur 8 est orienté, dans des proportions variables, vers le premier échangeur de chaleur 6 et/ou directement vers la première zone de mixage 15. Selon la configuration telle que illustrée à la figure 1, le flux d'air froid est directement et intégralement orienté vers la première zone de mixage 15 puis vers les conduits 10, 15 12, 14 de sortie. Un tel dispositif est adapté pour un traitement thermique homogène où les différentes zones du véhicule sont aérées à une même température.

20 Toutefois, si on souhaite avoir une distinction de température entre deux zones du véhicule, comme par exemple l'avant et l'arrière de l'habitacle, il convient de rajouter une seconde zone de mixage 22. La seconde zone de mixage 22, de manière analogue à la première zone de mixage 15, permet aux flux d'air chaud et froid, issus respectivement des échangeurs de chaleur 6 et 8, d'être mélangés dans des 25 proportions variables puis acheminés vers au moins une buse débouchant dans la zone de l'habitacle appropriée par l'intermédiaire d'un conduit 24. Tout comme pour la première zone de mixage 15, pour garantir que le flux d'air froid, issu du deuxième échangeur de chaleur 8, ne soit pas thermiquement contaminé par 30 le premier échangeur de chaleur 6, ledit dispositif 2 comprend un deuxième chemin de contournement 26 du premier échangeur de chaleur 6, le deuxième chemin de contournement 26 étant agencé à distance du premier chemin de contournement 16. Ainsi, le flux d'air froid, ayant traversé le deuxième échangeur de chaleur 8, circule soit à travers le premier échangeur de chaleur 6 pour être réchauffé, soit contourne 3034047 7 le premier échangeur de chaleur 6 par le deuxième chemin de contournement 26 pour conserver sa température basse. Les deux flux d'air chaud et froid sont orientés en direction de la deuxième zone de mixage 22 pour y être mélangés et distribués vers les buses de sortie de la zone du véhicule appropriée aux températures 5 consignées. Pour réaliser ce mélange dans des proportions variables, le dispositif 2 comprend un deuxième volet 28 permettant de réguler la proportion de flux d'air froid passant par le premier échangeur de chaleur 6 et la proportion de flux d'air froid passant par le deuxième chemin de contournement 26.

10 Le deuxième volet 28 est d'un type différent que le premier volet 18. Tel qu'illustré sur le mode de réalisation de la figure 1, le deuxième volet 28 correspond à un volet tambour. Bien évidemment, tout autre type de volet tel qu'un volet drapeau ou papillon convient à mettre en oeuvre le dispositif 2 selon l'invention.

15 Afin de mettre le deuxième volet 28 en mouvement, un actionneur non illustré met en rotation le deuxième volet 28 autour d'un axe B entre deux positions extrêmes, une position où le deuxième volet 28 bloque l'accès du flux d'air froid au deuxième chemin de contournement 26 et une position où le deuxième volet bloque l'accès du flux d'air froid au premier échangeur de chaleur 6. Ici aussi l'accès du flux d'air froid 20 au premier échangeur de chaleur est réalisé par l'intermédiaire d'un couloir 29 correspondant à une autre portion du canal 3 d'écoulement d'un flux d'air situé entre l'élément de séparation 30, qui sera décrit ultérieurement, et le premier échangeur de chaleur 6.

25 Selon le positionnement du deuxième volet 28, le flux d'air froid issu du deuxième échangeur de chaleur 8 est orienté, dans des proportions variables, vers le premier échangeur de chaleur 6 et/ou directement vers la deuxième zone de mixage 22. Selon la configuration telle que illustrée à la figure 1, le flux d'air froid est majoritairement orienté vers le premier échangeur de chaleur 6 puis vers la 30 deuxième zone de mixage 22 et minoritairement orienté directement vers la deuxième zone de mixage 22. Tels qu'illustré à la figure 1, lesdits premier et deuxième volets 18, 28 sont agencés en amont, par rapport à la direction de l'écoulement du flux d'air, du premier l'échangeur de chaleur 6, et en aval du second échangeur de chaleur 8. Il est possible, selon un mode de réalisation non représenté, 3034047 8 d'agencer les premier et deuxième volets 18,28 en aval du premier échangeur de chaleur 6. Un tel dispositif est adapté pour un traitement thermique multizone où différentes 5 zones du véhicule peuvent être aérées à des températures différentes. Un passager peut commander une température de consigne pour le flux d'air issu de la première zone de mixage 15, et un autre passager peut commander une température de consigne différente pour le flux d'air issu de la deuxième zone de mixage 22.

10 Afin de garantir la dépendance ou l'indépendance des deux chambres de mixage 15, 22 un volet 32 est agencé entre les deux chambres de mixage 15, 22 pouvant ainsi soit les réunir, soit isoler l'une de l'autre. Typiquement, il est avantageux pour un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation fonctionnant selon un mode en trois-quatre zones d'avoir les deux chambres de mixage 15, 22 indépendantes.

15 Tandis que pour un mode un-deux zones ou à double nappes (couramment appelé double-layer en anglais), il est plus avantageux d'avoir les chambres de mixage 15, 22 dépendantes. Bien entendu, le volet 32 isole les deux chambres de mixage 15, 22 en adoptant une position extrême dite « fermée », tel qu'illustré à la figure 2, et réunit les deux chambres en adoptant une position extrême dite « ouverte ».

20 Bien qu'un volet de type coulissant requiert peu d'espace, la cinématique requise pour déplacer l'engrenage 20 et la porte 21 et complexe et particulièrement onéreuse. De même, bien qu'un volet de type tambour présente une cinématique simple, ce type de volet occupe un volume important. Le dispositif 2 de chauffage, 25 ventilation et/ou climatisation selon l'invention permet donc d'avoir une climatisation adapté pour un fonctionnement en multizone avec un encombrement stérique et une cinématique acceptables à un coût moindre. Comme vu précédemment, le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation 30 selon l'invention, et tel qu'illustré à la figure 2, comprend deux zones de mixage 15, 22, chacune étant apte à recevoir un flux d'air ayant traversé le premier échangeur de chaleur 6. Pour garantir que chaque zone de mixage 15, 22 reçoit la quantité appropriée de flux d'air chaud, le dispositif 2 comprend un élément de séparation 30 permettant de séparer le flux d'air issu du deuxième échangeur de chaleur 8 en deux 3034047 9 flux d'air distincts, chacun étant destiné à être orienté vers une zone de mixage spécifique 15, 22. L'élément de séparation 30 tel qu'illustré à la figure 2, correspond à ensemble de parois reliées entre elles formant ainsi un polygone creux. Toutefois, une unique paroi suffit pour remplir cette fonction.

5 L'élément de séparation 30 comprend des moyens de réceptions aptes à accueillir les premier et deuxième volets 18, 28. Ces moyens de réceptions correspondent ici, à une paroi incurvée contre laquelle le premier volet 18 vient s'appuyer et une paroi plane contre laquelle le deuxième volet 28 peut venir prendre appui. Bien sur, il est 10 possible d'envisager d'autres moyens de réceptions tels qu'une butée surmoulée sur une paroi plane par exemple. L'élément de séparation 30 sépare le flux d'air issu du deuxième échangeur de chaleur 8 en deux flux d'air. Chaque flux d'air a la possibilité de traverser une partie 15 du premier échangeur de chaleur 6 par l'intermédiaire des couloirs 19, 29 et/ou un chemin de contournement 16, 26 pour aboutir à la chambre de mixage 15, 22 respective, dans les proportions adéquates pour garantir les températures de consigne respectives.

20 Il doit être bien entendu toutefois que ces exemples de réalisation sont donnés à titre d'illustration de l'objet de l'invention. L'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation décrits précédemment et fournis uniquement à titre d'exemple. Elle englobe diverses modifications, formes alternatives et autres variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la présente invention et notamment 25 toute combinaison des différents modes de réalisation décrits précédemment. En particulier, le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l'invention peut comprendre des volets agencé dans les conduits 10, 12, 14 permettant de bloquer l'accès des flux d'air aux différentes buses débouchant dans 30 l'habitacle. Le dispositif 2 peut également comprendre un système d'évacuation des condensats générés au niveau de l'évaporateur, ou un filtre à particules en amont du deuxième échangeur de chaleur 8, ou encore un chemin de contournement du deuxième échangeur de chaleur 8, selon des modes de réalisation non illustrés.

3034047 10 L'élément de séparation 30 est agencé en amont du premier échangeur de chaleur 6 et est situé entre les extrémités du premier échangeur de chaleur 6, il peut par exemple être situé au milieu de la hauteur du premier échangeur de chaleur 6 de manière à ce que la section du couloir 19 soit égale à celle du couloir 29. L'élément 5 de séparation peut également être localisé de manière à ce que la section du couloir 19 soit supérieure à la celle du couloir 29 tel qu'illustré sur la figure 1 ou inversement. Le dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon l'invention est adapté pour toute architecture de boîtier connue à savoir centrée ou semi-centrée.

10 Une architecture centrée correspond à un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation dont le boîtier d'entrée d'air (partie du boîtier comprenant le pulseur) et le boîtier principal (partie du boîtier comprenant les échangeurs de chaleur) sont agencés dans un même plan longitudinal. Une architecture semi-centrée correspond à un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation dont le boîtier d'entrée 15 d'air et le boîtier principal ne sont pas agencés dans un même plan longitudinal, le boîtier d'entrée d'air étant agencé latéralement au boîtier principal. De par l'agencement combiné du premier volet 18 et du deuxième volet 28, les premier et deuxième échangeurs de chaleurs 6, 8 sont agencés de manière 20 sensiblement parallèle permettant de les rapprocher et de réduire ainsi le volume du dispositif 2 de chauffage, ventilation et/ou climatisation. Toutefois les échangeurs de chaleurs 6,8 peuvent être légèrement inclinés de manière à former un V. Les premier et deuxième chemins de contournement 16, 26 sont agencés de part et d'autre du premier échangeur de chaleur 6. 25

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (2) de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile, comprenant : - un premier échangeur de chaleur (6), - un canal (3) d'écoulement d'un flux d'air où est agencé le premier échangeur de chaleur (6), - un premier chemin de contournement (16) du premier échangeur de chaleur (6), - un premier volet (18) et un deuxième volet (28) obstruant au moins partiellement le canal (3) d'écoulement du flux d'air, lesdits volets (18, 28) étant situés à proximité du premier échangeur de chaleur (6), caractérisé en ce que le premier volet (18) est de type coulissant tandis que le deuxième volet (28) est d'un type différent du premier volet (18).
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier et deuxième volets (18, 28) sont agencés en amont, par rapport à la direction de l'écoulement de le flux d'air, du premier l'échangeur de chaleur (6).
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que un deuxième échangeur de chaleur (8) est agencé en amont, par rapport à la direction de l'écoulement du flux d'air, du premier échangeur de chaleur (6).
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier volet (18) comprend un engrenage (20) en communication avec des crémaillères.
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le deuxième volet (28) est de type tambour.
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un second chemin de contournement (26) du premier échangeur de chaleur (6), le second chemin de contournement (26) étant agencé à distance du premier chemin de contournement (16). 3034047 12
7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier volet (18) est disposé au niveau du premier chemin de contournement (16) et le deuxième volet (28) est disposé au niveau du deuxième chemin de 5 contournement (26).
8. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de séparation (30) agencé entre lesdits chemins de contournement (16, 26) du premier échangeur de chaleur (6), comprenant des 10 moyens de réception aptes à accueillir le premier volet (18) et le deuxième volet (28).
9. 9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que lesdits échangeurs de chaleurs (6, 8) sont agencés de manière sensiblement 15 parallèle.
10. 10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que lesdits chemins de contournements (16, 26) sont agencés de part et d'autre du premier échangeur de chaleur (6). 20