FR3072617A1

FR3072617A1 - Boitier de climatisation, notamment pour vehicule automobile

Info

Publication number: FR3072617A1
Application number: FR1760047A
Authority: FR
Inventors: Frederic Pierron
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2017-10-24
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2019-04-26
Anticipated expiration: 2037-10-24
Also published as: FR3072617B1; WO2019081853A1

Abstract

L'invention concerne boîtier de climatisation, notamment pour véhicule automobile, le boîtier comprenant un corps (2), configuré pour guider un premier flux d'air en direction d'une première zone et un deuxième flux d'air en direction d'une seconde zone, et un dispositif de chauffage (6) configuré pour chauffer le premier et/ou le deuxième flux d'air à partir d'un courant électrique, ledit dispositif de chauffage (6) comprenant des éléments chauffant regroupés en unités de chauffe (8) alimentées sélectivement en courant, au moins une desdites unités de chauffe (8) étant positionnée de façon à chauffer uniquement le premier le flux et au moins une autre desdites unités de chauffe (8) étant positionnée de façon à chauffer uniquement le deuxième flux.

Description

La présente invention a pour objet un boîtier de climatisation, notamment pour un véhicule automobile.

Il est connu des dispositifs de chauffage électrique destinés à être intégrés dans des boîtiers de climatisation de véhicule. Il s’agit soit de radiateurs additionnels, combinés avec des radiateurs de chauffage parcourus par un fluide caloporteur, dans les véhicules à moteur thermique, soit de radiateurs principaux, dans les véhicules électriques ou hybrides.

De tels dispositifs de chauffage comprennent un cadre support accueillant des unité de chauffe munis d’éléments chauffants. Les unités de chauffe sont disposées parallèlement les unes aux autres et des électrodes alimentent indépendamment les éléments chauffants de chaque unité de chauffe depuis des bornes de connexion respectives reliées à un boîtier d’alimentation.

Par ailleurs, il est connu des boîtiers de climatisation permettant de chauffer à des températures différentes un flux d’air destiné à être dirigé vers le conducteur et un flux d’air destiné à être envoyé vers le passager avant, voire des flux d’air destinés à être envoyé vers d’autres passager du véhicule.

Les radiateurs de chauffage électrique proposée à ce jour en ce sens, tel quel dans le document WO 16/171478, sont particulièrement complexes et éloignés des configurations standards.

L’invention a pour objectif de pallier au moins en partie les inconvénients mentionnés plus haut et propose à cette fin un boîtier de climatisation, notamment pour véhicule automobile, le boîtier comprenant un corps, configuré pour guider un premier flux d’air en direction d’une première zone, notamment une zone conducteur, et un deuxième flux d’air en direction d’une seconde zone, notamment une zone passager avant, et un dispositif de chauffage configuré pour chauffer le premier et/ou le deuxième flux d’air à partir d’un courant électrique, ledit dispositif de chauffage comprenant des éléments chauffant regroupés en unités de chauffe alimentées sélectivement en courant, au moins une desdites unités de chauffe étant positionnée de façon à chauffer uniquement le premier flux et au moins une autre desdites unités de chauffe étant positionnée de façon à chauffer uniquement le deuxième flux.

En disposant de la sorte le dispositif de chauffage dans le boîtier de climatisation, c’est-à-dire, en disposant le dispositif de chauffage dans le boîtier de manière à ce que les unités de chauffe, ou au moins une partie d’entre elles, ne chauffent que l’un des deux flux d’air, on peut chauffer sélectivement la zone choisie tout en conservant des dispositifs de chauffage de configuration standard, notamment, des dispositifs de chauffage dans lesquels les éléments chauffant d’une même unité de chauffe sont tous alimentés en parallèle, qui plus est par seulement deux électrodes, l’ensemble des électrodes restant parallèles entre elles et reliées à un même boîtier d’alimentation. On évite ainsi d’avoir à multiplier le nombre et/ou la configuration des électrodes pour réussir à moduler le chauffage en fonction de la zone visée.

Selon d’autres caractéristiques de l’invention qui pourront être prise ensemble ou séparément :

- chaque unité de chauffe est positionnée de façon à chauffer uniquement l’un des premier ou deuxième flux,

- ledit dispositif de chauffage comprend un module de chauffe contenant lesdites unités de chauffe,

- ledit module de chauffe est logé dans le corps du boîtier de climatisation,

- l’une au moins des unités de chauffe comprend une barrette, la barrette étant munie d’éléments chauffant disposés le long de la barrette,

- la ou les barrettes s’étendent longitudinalement d’un bord du module de chauffe à un bord opposé du module de chauffe,

- lesdits éléments chauffant sont répartis régulièrement le long desdites unités de chauffe, notamment le long des barrettes,

- le corps du boîtier de climatisation comprend un orifice d’introduction du module de chauffe,

- ledit orifice d’introduction du module de chauffe est situé en partie basse dudit corps, en position d’utilisation du boîtier

- le dispositif de chauffage comprend une unité de distribution et/ou de commande du courant circulant dans ledit module de chauffe,

- ladite unité de distribution et/ou de commande du courant est située à l’extérieur du corps du boîtier de climatisation,

- ladite unité de distribution et/ou de commande du courant est située sous le corps du boîtier de climatisation, en position d’utilisation du boîtier,

- le module de chauffe comprend une fenêtre configurée pour permettre un passage d’air offrant une perte de charge sur l’air, réduite ou nulle par rapport au reste du module de chauffe,

- ladite fenêtre est située au voisinage de ladite unité de distribution et/ou de commande,

- ledit module de chauffe comprend une cadre accueillant les unités de chauffe,

- ledit cadre est muni de renforts, ladite fenêtre étant située entre ladite unité de distribution et l’un desdits renforts,

- ledit boîtier est configuré pour la circulation d’un flux d’air, dit avant, et d’un flux d’air, dit arrière,

- le boîtier est configuré pour que le flux d’air arrière passe à travers ladite fenêtre et pour que le flux d’air avant passe à travers le reste du module de chauffe,

- ledit dispositif de chauffage comprend un même nombre d’unités de chauffe positionnées de façon à chauffer le premier flux et le deuxième flux.

L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1, illustre de façon schématique en coupe l’intérieur d’un premier exemple de boîtier de climatisation conforme à l’invention, un dispositif de chauffage du boîtier étant représenté en vue de face,

- la figure 2, illustre de façon schématique en vue de côté le boîtier de climatisation de la figure 1, un module de chauffe de son dispositif de chauffage étant illustré par transparence,

- la figure 3, illustre de façon schématique en coupe l’intérieur d’un deuxième exemple de boîtier de climatisation conforme à l’invention, un dispositif de chauffage du boîtier étant représenté en vue de face,

- la figure 4, illustre de façon schématique en vue de côté le boîtier de climatisation de la figure 3, un module de chauffe de son dispositif de chauffage étant illustré par transparence,

- la figure 5 est une vue de coupe illustrant de façon plus complète qu’à la figure 4 mais selon la même orientation un boîtier de climatisation conforme à l’invention.

Comme illustré aux différentes figures, l’invention concerne un boîtier de climatisation 1, notamment pour véhicule automobile. Le boîtier comprend un corps 2 qui n’est ici illustré qu’en partie.

Ledit corps 2 est configuré pour guider un premier flux d’air en direction d’une première zone, notamment une zone destinée à être occupée par un conducteur du véhicule, et un deuxième flux d’air en direction d’une seconde zone, notamment un zone destinée à être occupée par un passager avant du véhicule. En variante et toujours selon l’invention, le boîtier est configuré pour guider un ou plusieurs autres flux d’air respectivement en direction d’une ou plusieurs autres zones du véhicules, notamment une zone destinée à être occupée par des passagers arrière du véhicule. Pour cela le corps 2 comprend des parois 3 séparant l’intérieur du boîtier de l’extérieur ainsi que différentes cloisons dont l’une est illustrée ici schématiquement selon un trait mixte repéré 4 aux figures 1 et 3, la ou lesdites cloisons permettant de définir chacune des flux d’air au sein d’une même veine d’air définie par le corps du boîtier.

Ledit boîtier comprend en outre un dispositif de chauffage 6 configuré pour chauffer le premier et/ou le deuxième flux d’air à partir d’un courant électrique. Il s’agit, par exemple, d’un dispositif de chauffage, dit haute tension, c’est-à-dire destiné à être alimenté par un courant continu (DC) ou alternatif (AC) présentant une tension électrique supérieure à 60 V, notamment compris entre 60 et 1000 V, plus particulièrement compris entre 180 et 600 V, et/ou permettant de dégager une puissance de chauffe sur l’air ou une puissance électrique consommée supérieure à 2 KW, notamment comprise entre 2 kW et 10 kW.

Ledit dispositif de chauffage comporte préférentiellement un module de chauffe 10, configuré pour chauffer le premier et le deuxième flux d’air. Ledit module de chauffe 10 présente ici une configuration sensiblement parallélépipédique, s’étendant en surface. Il est destiné à être positionné de façon transversale au flux d’air à réchauffer. Lesdits flux d’air sont perpendiculaire au plan des figures pour les figures 1 et 3. Dans l’exemple illustré, en amont du dispositif de chauffage 6, le corps 2 du boîtier est configuré pour guider un flux d’air commun, illustré F aux figures 2 et 4, la séparation du flux commun pour former le premier et le deuxième flux d’air à l’aide de la ou des cloisons évoquées plus haut intervenant, par exemple, juste en aval du dispositif de chauffage 6, selon le sens de circulation de l’air dans le boîtier.

Ledit dispositif de chauffage 6 comprend des éléments chauffant, non-représentés. Les éléments chauffant sont, par exemple, des résistances à effet CTP (pour coefficient de température positif).

Lesdits éléments chauffant sont regroupés en unités de chauffe 8 (illustrées seulement figure 1). Lesdites unités de chauffe 8 sont alimentées sélectivement en courant. On entend par là que chaque unité de chauffe 8 est alimentée en courant indépendamment des autres et peut donc être parcourue par un courant différent, notamment par son intensité, du courant parcourant les autres unités de chauffe 8. La valeur du courant en jeu ici est en particulier la valeur du courant moyen ou du courant efficace.

Lesdites unités de chauffe 8 comprennent avantageusement des barrettes support 12 accueillant les éléments chauffant, ces derniers étant situés les uns à la suite des autres le long de chaque barrette. Lesdits éléments chauffant sont connectés électriquement en parallèle, notamment à l’aide d’électrodes, non-représentées, situées sur ladite barrette 12. Préférentiellement, lesdits éléments chauffant sont répartis régulièrement le long desdites barrettes 12.

Ledit module de chauffe 10 contient lesdites unités de chauffe 8. Il est ici logé dans le corps 2 du boîtier de climatisation. Le module de chauffe 10 peut encore comprendre des dissipateurs thermiques, nonreprésentés, par exemple des ailettes, en relation de contact thermique avec les éléments chauffant. Les dissipateurs sont positionnés, notamment, entre lesdites barrettes 12.

Ledit module de chauffe comprend une cadre 14, notamment en matière plastique, accueillant lesdites unités de chauffe 8. Ledit cadre comprend deux bords latéraux 17, 17’ opposés ainsi qu’un bord proximal 18 et un bord distal 19 opposé, ledit bord proximal 18 et ledit bord distal 19 rejoignant les bords latéraux 17, 17’ par exemple par leurs extrémités. Ledit cadre 14 est préférentiellement muni de renforts 16 s’étendant transversalement entre les deux bords latéraux 17, 17’ du cadre 14. La ou les barrettes 12 s’étendent longitudinalement du bord proximal 18 au bord distal 19.

Préférentiellement, le dispositif de chauffage 6 comprend en outre une unité 20 de distribution et/ou de commande du courant circulant dans ledit module de chauffe 10. Ladite unité de chauffage et/ou de commande est avantageusement configurée pour piloter le courant alimentant le module de chauffe 10, en particulier les différentes unités de chauffe 8, par exemple à l’aide de commutateurs pilotés, permettant de contrôler respectivement une circulation de courant dans chacune des unités de chauffe 8. Il s’agit, notamment, de transistors, par exemple du type Mosfet ou IGBT, fonctionnant en particulier par modulation de largeur d’impulsions.

Ladite unité 20 de distribution et/ou de commande comprend un boîtier 22 situé le long du bord proximal 18 du cadre 14. Ledit boîtier 22 comprend une face de connexion 24, reliée audit cadre 12, servant au montage et/ou à la fixation du module de chauffe 10. Ladite unité de distribution et/ou de commande 20 comprend en outre un connecteur 28 à un circuit d’alimentation en courant et/ou à un réseau de transmission de données, notamment un circuit et/ou un réseau du véhicule. Ledit connecteur 28 est ici situé sur une face du boîtier 22 opposé à la face de connexion 24.

Comme illustré aux figures 1 et 2, ledit dispositif de chauffage 6 comprend outre, ici une, ou des plaques 26 de dissipation thermique permettant d’évacuer la chaleur produite par ladite unité 20 de distribution et/ou de commande de courant. La plaque de dissipation thermique 26 s’étend le long et à partir de la face de connexion 24 en direction du bord distal 19 du cadre 14. Ladite plaque de dissipation thermique 26 est située au niveau de l’une des faces du cadre 14, de préférence en amont selon le sens de circulation du flux d’air. Elle masque la base des barrettes 12 tout en laissant passer le ou les flux d’air à ce niveau, ceci avec des pertes de charge sur l’air favorisant les échanges thermiques.

Ladite unité 20 de distribution et/ou de commande du courant est ici située à l’extérieur du corps 2 du boîtier de climatisation 1. Ledit corps 2 du boîtier de climatisation 1 comprend un orifice 27 d’introduction du module de chauffe, notamment réalisé dans l’une des parois 3 dudit corps 2.

Dans l’exemple illustré, le dispositif de chauffage 6 et plus particulièrement le module de chauffe 10 comprennent une première partie A et une deuxième partie B. La première partie A est destinée à être traversée par le premier flux d’air et la deuxième partie B est destinée à être traversée par le deuxième flux d’air. Les première et deuxième parties A et B sont virtuellement séparées par ledit trait mixte 4. Le dispositif de chauffage comprend ici trois unités de chauffe 8 dans chacune desdites première et deuxième parties A et B.

Plus généralement, selon l’invention, au moins une desdites unités de chauffe 8 est positionnée de façon à chauffer uniquement le premier flux et au moins une autre desdites unités de chauffe 8 est positionnée de façon à chauffer uniquement le deuxième flux. Préférentiellement, chacune desdites unités de chauffe 8 est positionnée de façon à chauffer uniquement l’un des premier ou deuxième flux. Autrement dit, chacune desdites unités de chauffe 8 est située soit dans la première partie A, soit dans la seconde B mais pas à cheval sur l’une et l’autre desdites parties A et B.

Grâce à une telle orientation du dispositif de chauffage 6 et plus particulièrement grâce à une telle disposition des unités de chauffe 8 dans le corps 2 du boîtier de climatisation, il est possible de réaliser un chauffage sélectif des zones de l’habitacle parcourues par les flux d’air traversant le dispositif de chauffage 6. En effet, en modulant le courant circulant dans chacune de unités de chauffe 8 ou à tout le moins en modulant le courant circulant dans les unités de chauffe destinées à réchauffer le même flux, c’est-à-dire en modulant le courant circulant dans les unités chauffe appartenant à une même partie A ou B, on peut réchauffer chacun des flux d’air aux températures souhaitées. Tout en offrant à chacun des passagers du véhicule la température qu’il désire, il est ainsi possible de limiter la consommation de courant et augmenter en conséquence l’autonomie du véhicule électrique ou hybride équipé.

Dans une telle configuration, ledit orifice d’introduction 27 du module de chauffe 10 est avantageusement situé en partie basse dudit corps 2. Ainsi, ladite unité 20 de distribution et/ou de commande du courant est située sous le corps 2 du boîtier de climatisation, en position d’utilisation du boîtier et comme cela est le cas sur les figures. Autrement dit, le dispositif de chauffage 6 est introduit dans le corps 2 du boîtier par le fond plutôt que par le côté comme c’est le cas avec les boîtiers de l’état de l’art.

Comme illustré aux figures 3 et 4, selon un aspect spécifique de l’invention, le module de chauffe 10 comprend une fenêtre 30, qui forme ici une zone C, configurée pour permettre un passage d’air offrant une perte de charge sur l’air, réduite ou nulle par rapport au reste du module de chauffe 10.

Ladite fenêtre 30 est située, par exemple, au voisinage de ladite unité 20 de distribution et/ou de commande, particulièrement entre ladite unité 20 de distribution et l’un desdits renforts 16, encore plus particulièrement entre la face de connexion 24 et le renfort 16 le plus proche.

Ainsi, selon l’exemple illustré, les plaques de dissipation thermique 26 peuvent être interrompues au droit de ladite fenêtre 30. En variante, la dissipation thermique de la chaleur produite par l’unité 20 de distribution et/ou de commande est réalisée par tout autre moyen connu de l’homme de l’art.

Les dissipateurs prévus entre les barrettes 12 dans le mode de réalisation des figures 1 et 2 pourront aussi s’interrompre au droit de ladite fenêtre 30 plutôt que de s’étendre jusqu’à proximité de la face de connexion 24. La configuration de la base des barrettes 12 pourra également être adaptée afin de ne pas se trouver au droit de ladite fenêtre 30, notamment en longeant les bords de ladite fenêtre 30.

La configuration du dispositif de chauffage des figures 3 et 4 est plus spécialement avantageuse quand elle est combinée à une localisation de ladite fenêtre 30 en partie basse du boîtier, telle qu’évoquée plus haut, en particulier dans le cas de boîtier de climatisation permettant de diriger de l’air en direction de passagers arrière du véhicule.

Dans un tel cas de figure, comme cela ressort mieux de la figure 5, ledit boîtier est configuré pour la circulation d’un flux d’air F1, dit avant, et d’un flux d’air F2, dit arrière, par exemple à l’aide de cloisons supplémentaires, non illustrées. Le flux d’air avant F1 est destinée à réchauffer la partie de l’habitacle accueillant le conducteur et le passager avant. Autrement dit, il est composé du premier et du second flux d’air provenant respectivement des zones A et B du module de chauffe 10. Le flux arrière est composé du flux provenant de la zone C du module de chauffe.

Le boîtier est alors configuré pour que le flux d’air arrière passe à travers ladite fenêtre 30 et pour que le flux d’air avant passe à travers le reste du module de chauffe. Dans un tel mode de fonctionnement, comme déjà dit, le premier flux d’air guidé vers une première zone de l’habitacle et le deuxième flux d’air guidé vers une deuxième zone de l’habitacle sont préférentiellement issus du flux d’air avant. Quant au deuxième flux d’air arrière, il peut traverser le dispositif de chauffage 6 sans être réchauffé et sans subir de pertes de charges ou alors très peu. Cela étant, en cas de besoin, le flux d’air arrière pourra aussi être réchauffé par un dispositif de chauffage indépendant, notamment placé en aval, selon le sens de circulation du flux d’air, dans le boîtier.

A la figure 5, on constate que ledit boîtier 1 comprend au moins une entrée d’air 50 et plusieurs sorties d’air, notamment une première sortie 52 en direction du parebrise du véhicule, une deuxième sortie 54 en direction du conducteur et des passagers avant, une troisième sortie 56 en direction des pieds des occupants de l’habitacle du véhicule et/ou une quatrième sortie 57 en direction de la zone arrière.

Le boîtier est configuré pour que flux d’air avant F1 soit envoyé sélectivement vers la ou les sorties 52, 54, 56, en particulier en fonction de la position de différents volets de distribution 58-60. Ledit boîtier est en outre configuré pour diriger le flux d’air arrière F2 vers la quatrième sortie 57, située en partie basse du boîtier. Ledit boîtier comprend en outre une zone de mixage 62 de tout ou partie du flux d’air avant F1 et du flux d’air arrière F2. Ladite zone de mixage 62 est située, par exemple, entre ladite fenêtre 30 et ladite quatrième sortie 57.

Ledit boîtier peut comprendre en outre un ou plusieurs volets, non représentés, pour diriger l’air vers la fenêtre 30 ou le reste du corps de chauffe 10, le ou lesdits volets étant préférentiellement situés en amont du dispositif de chauffage selon le sens de l’écoulement de l’air.

Ledit boîtier comprend encore un évaporateur 70, situé dans le corps

2 du boîtier. Ledit évaporateur 70 est positionné en amont du dispositif de chauffage selon le sens d’écoulement de l’air, en particulier en amont des zones A et B du module de chauffe.

Pour revenir au dispositif de chauffage, comme déjà indiqué, 10 chacune des parties A et B comprend trois unités de chauffe 8. Il est à noter que, plus généralement, ledit dispositif de chauffage 6 comprend un même nombre d’unités de chauffe 8 positionnées de façon à chauffer le premier flux et le deuxième flux. Autrement dit, chacune des zones A et B comprend le même nombre d’unités de chauffe 8. De plus les unités de 15 chauffe 8 sont identiques entre elles. Une telle configuration favorise la standardisation du module de chauffe 10 et facilite la configuration de l’unité 20 de distribution et/ou de commande.

Claims

REVENDICATIONS

1. Boîtier de climatisation, notamment pour véhicule automobile, le boîtier comprenant un corps (2), configuré pour guider un premier flux d’air en direction d’une première zone et un deuxième flux d’air en direction d’une seconde zone, et un dispositif de chauffage (6) configuré pour chauffer le premier et/ou le deuxième flux d’air à partir d’un courant électrique, ledit dispositif de chauffage (6) comprenant des éléments chauffant regroupés en unités de chauffe (8) alimentées sélectivement en courant, au moins une desdites unités de chauffe (8) étant positionnée de façon à chauffer uniquement le premier flux et au moins une autre desdites unités de chauffe (8) étant positionnée de façon à chauffer uniquement le deuxième flux.
2. Boîtier selon la revendication 1 dans lequel chacune desdites unités de chauffe (8) est positionnée de façon à chauffer uniquement l’un des premier ou deuxième flux.
3. Boîtier selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel ledit dispositif de chauffage (6) comprend un module de chauffe (10) contenant lesdites unités de chauffe (8), ledit module de chauffe (10) étant logé dans le corps (2) du boîtier de climatisation (1).
4. Boîtier selon la revendication 3 dans lequel l’une au moins des unités de chauffe comprend une barrette (12) s’étendant longitudinalement d’un bord (18) du module de chauffe (10) à un bord (19) opposé du module de chauffe, la barrette (12) étant munie d’éléments chauffant disposés le long de la barrette (12), les éléments chauffant étant alimentés en courant en parallèle.
5. Boîtier selon la revendication précédente dans lequel lesdits éléments chauffant sont répartis régulièrement le long desdites unités de chauffe (8).
6. Boîtier selon l’une quelconque des revendications 3 à 5 dans lequel le corps (2) du boîtier du boîtier de climatisation (1) comprend un orifice (27) d’introduction du module de chauffe (10) situé en partie basse dudit corps, en position d’utilisation du boîtier.
7. Boîtier selon l’une quelconque des revendications 3 à 6 dans lequel le module de chauffe (10) comprend une fenêtre (30) configurée pour permettre un passage d’air offrant une perte de charge sur l’air, réduite ou nulle par rapport au reste du module de chauffe (10).
8. Boîtier selon la revendication précédente dans lequel ladite fenêtre (30) est située au voisinage d’une unité (20) de distribution et/ou de commande.
9. Boîtier selon la revendication 8 dans lequel ledit module de chauffe (10) comprend une cadre (14) accueillant lesdites unités de chauffe (8), ledit cadre (14) étant muni de renforts (16), ladite fenêtre (30) étant située entre ladite unité de distribution (20) et l’un desdits renforts (16).
10. Boîtier selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel ledit dispositif de chauffage (6) comprend un même nombre d’unités de chauffe (8) positionnées de façon à chauffer le premier flux et le deuxième flux.