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DISPOSITIF AUTOMATIQUE DE REGLAGE DE LA TEMPERATURE D'UNE
ENCEINTE FERMEE.
La présente invention concerne un dispositif automatique de com- mande du fonctionnement des appareils de chauffage et de refroidissement d'une enceinte, fermée, par exemple d'un véhicule fermé de transport de pas- sagers ou autre-'espace ou espaces auxquels il peut être adaptée
Il était de pratique courante, antérieurement à l'invention et en vue de la commande du fonctionnement des appareils de chauffage et de refroidissement de maintenir un intervalle de quelques degrés de températu- re entre le fonctionnement de l'appareil de chauffage et celui de l'appa- reil de refroidissemento Suivant l'invention, on peut obtenir une tempéra- ture sensiblement constante à la fois pendant le fonctionnement de ces deux appareils.
A ce propos, on peut régler les thermostats qui commandent le fonctionnement des appareils de chauffage et de refroidissement de façon à les faire fonctionner normalement à la même température,de sorte qu'on peut faire passer le fonctionnement de l'installation directement du cycle de chauffage au cycle de refroidissement et inversement sans provoquer des variations répétées ou passer trop souvent d'une série de dispositifs de comnande à l'autre avant que la température ait sensiblement varié à partir du point de transition initial.
En d'autres termes, lorsque l'installation passe du cycle de chauffage au cycle de refroidissement à une température prédéterminée, les dispositifs de commande du refroidissement continuent à commander l'installation jusqu'à ce qu'une variation marquée de la tempéra- ture ait justifié le retour de l'installation au cycle de chauffage. De mê- me, lorsque la commande de l'installation passe du cycle de refroidissement au cycle de chauffage, les dispositifs de commande du chauffage continuent à commander l'installation jusqu'à ce que la température ait atteint une valeur déterminée, avant de repasser la commande aux dispositifs de commande du refroidissement.
Lorsque l'installation passe automatiquement du chauffa- ge au refroidissement à une température prédéterminée, les dispositifs de commande du refroidissement se règlent automatiquement à la température la plus basse de façon à continuer d'assurer la commande de l'installation.
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De même, certains dispositifs de commande du chauffage peuvent fonctionner de façon à apporter de la chaleur à l'air antérieurement refroidi, en vue de permettre ainsi aux éléments de commande du refroidissement de continuer plus facilement à commander l'installation.
L'invention est facile à comprendre d'après la description don- née ci-après d'une forme de réalisation choisie de préférence à titre d'exem- ple, étant entendu qu'elle ne doit pas être considérée comme limitée à cette forme de réalisation.
Aux dessins ci-joints la fig. 1 est une coupe verticale partielle d'une voiture à voya- geurs de chemin de fer comportant le dispositif suivant l'invention; la fige 2 est une élévation latérale schématique à plus grande échelle d'un dispositif de refroidissement comportant un évaporateur cloison- né et d'une partie des circuits des circuits électriques de ce dispositif de refroidissement; la fig. 3 est un diagramme des connexions des circuits électri- ques qui commandent les divers éléments de fonctionnement de l'installation de chauffage et de refroidissement représentée,
A la fig. l, un véhicule de chemin de fer est désigné d'une ma- nière générale par 10.
Une conduite d'air 11 disposée dans le sens longitu- dinal au voisinage du plafond 12 du véhicule, comporte des orifices de sor- tie 13 recouverts d'une grille, séparés par des intervalles appropriés et faisant arriver l'air conditionné à l'intérieur fermé 14 du véhiculeo
L'appareil de conditionnement de l'air est logé dans une portion 15 de plus grande section de cette conduite d'air et comporte un réchauffeur d'air supérieur 16 et un refroidisseur d'air du type à évaporateur cloison- né, comprenant un refroidisseur n 1 et un refroidisseur n 2.
Le réchauffeur supérieur 16 est alimenté par un fluide de chauffage, par exemple de la va- peur, par l'intermédiaire d'une soupape d'admission*17 qui est normalement fermée par un ressort 18, mais s'ouvre ainsi qu'on le verra plus loin lors- que le courant passe dans un solénoïde 19. La vapeur arrive dans la soupape d'admission en venant d'une conduite générale 20 et en passant par une sou- pape principale 21 qui est normalement ouverte, mais se ferme lorsque le courant passe dans un solénoïde 22, dans les conditions décrites plus loin; de façon à interrompre complètement l'arrivée du fluide de chauffage dans le réchauffeur d'air 16. L'eau de condensation sort du réchauffeur 16 par un tuyau d'échappement 23.
Les refroidisseurs n 1 et n 2 sont disposés dans la portion d'extrémité de plus grande section 15 de la conduite d'air, en avant d'un ventilateur électrique 24 muni de son interrupteur 24' (fig. 3), Le venti- lateur fonctionne pendant les cycles de chauffage et de refroidissement de l'installation, de façon à aspirer l'air dans le véhicule à travers des Persiennes 15a. L'air refoulé par le ventilateur passe successivement dans le refroidisseur n 1, le refroidisseur n 2, le réchauffeur supérieur 16, puis par les ouvertures grillagées de sortie 13 et arrive à l'intérieur 14 du véhicule
Un compresseur 25 fait circuler le réfrigérant dans le refroi- disseur d'air, le côté de l'aspiration du compresseur communiquant avec les tuyaux de retour 26 qui partent des deux refroidisseurs n 1 et n 2.
Le réfrigérant sortant des refroidisseurs se comprime en dégageant de la chaleur dans l'élément de condenseur 27.Le réfrigérant condensé se rassem- ble dans une chambre collectrice 28 et peut être réintroduit dans les ser- pentins du refroidisseur n 1 par une soupape 29 commandée par un solénoïde et dans le refroidisseur n 2 par une soupape 30 commandée par un solénoïde séparé.
Radiateur du plancher du véhicule.
L'installation de chauffage comporte, outre le réchauffeur d'air 16, un ou plusieurs radiateurs de plancher. Chaque radiateur de plancher
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comporte un tuyau extérieur 21, garni d)ailettes 32 de dégagement de chaleur et un. tuyau intérieur 11 dans lequel passe un fluide de chauffage tel que la vapeur arrivant par une soupape dadmission 34. L'arrivée de la vapeur dans la soupape d'admission 34 du radiateur est commandée par une soupape
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principale disposée dans un tuyau d'alimentation principal 36.
La soupa- pe principale 35 est normalement ouverte, mais se ferme lorsque la tempé- rature extérieure atteint une valeur prédéterminée, de façon à interrompre complètement l'arrivée de la vapeur dans la soupape 34 du radiateur du planchero
Le mécanisme décrit ci-dessus est commandé par un thermostat extérieur A combiné avec un relais A' et coopérant avec quatre thermostats intérieurs B, C, D et E, combinés avec des relais B', C', D' et E'. Le thermostat extérieur A peut être réglé pour une température quelconque, mais on supposera à titre d'exemple qu'il a été réglé de façon que ses con- tacts se ferment lorsque la température extérieure est égale ou supérieure
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à 100C et qu'ils s'ouvrent lorsque cette température est inférieure à 100C.
Le thermostat B sert à commander l'admission du fluide de chauffage dans les radiateurs du plancher 31, le thermostat C commande l'admission du flui- de de chauffage dans le réchauffeur supérieur 16, le thermostat D commande le fonctionnement du relais D' du refroidisseur n 1 et le thermostat E, ce- lui du relais E' du refroidisseur n 2. L'expression refroidisseur n 1 dé- signe le refroidisseur 1 et l'expression refroidisseur n 2 désigne le refroi-
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disseur 2 représenté sur les fi go 1 et 20
Le relais A' commande le fonctionnement du thermostat D du re- froidisseur- n 1 ainsi que celui du thermostat E du refroidisseur n 2, ces thermostats étant connectés en série avec le relais A'. Tant que la tempé-
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rature extérieure est inférieure à 10 C, le courant ne passe pas dans le relais A' et il est coupé dans chacun des thermostats D et E.
Lorsque la
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température extérieure atteint ou dépasse 10 C, le thermostat extérieur A établit un courant électrique partant du conducteur positif P, passant par
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un conducteur , le thermostat A, un conducteur 18, le relais A' et un con- ducteur 39, pour aboutir au conducteur négatif No Il en résulte que le re-
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lais A' s'excite, ferme le contact l-"0 en connectant ainsi les thermostats D et E par l'intermédiaire des conducteurs 2¯ et 3 de façon à y faire passer le courant lorsque la température du véhicule atteint une valeur déterminée, par exemple de 25 Co
Pendant le cycle de chauffage, la chaleur provient du plancher ainsi que du plafond,
étant donné que le thermostat B de chauffage au plancher et le relais B' sont connectés par l'intermédiaire des contacts norma-
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lement fermés à et du relais D' du refroidisseur n ï et du relais E' du refroidisseur n 2 respectivement et des conducteurs , àz, ൠet 2, entre le conducteur positif P et le conducteur négatif N. Lorsque le ther- mostat B demande un supplément de chaleur, ses contacts s'ouvrent et le cou-
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rant électrique arrivant par le conducteur Lt3 passe par les conducteurs iQ et i1 et excite le relais B9, en ouvrant ainsi le circuit normalement fermé 5.2< le contact il et le solénolde de la soupape 1±1: de chauffage du plancher, celle-ci se fermant sous l'action du solénoïde et s'ouvrant sous l'action de son ressort. Le fluide de chauffage arrive ainsi dans le radiateur du plancher 31.
La chaleur fournie par le réchauffeur supérieur 16 est réglée par le relais C' sous la commande du thermostat C. Lorsque le contact su- périeur du thermostat C est ouvert, le courant électrique passe par l'en- roulement du solénoïde du relais C', de fagon à fermer le contact ± et à établir ainsi un circuit d'excitation passant par le conducteur 22, le
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contact 51,,, le conducteur 56, et le solénoïde ±, la soupape de chauffage supérieure 18, celle-ci s'ouvrant sous l'action du solénolde et se fermant . sous l'action de son ressort.
Le thermostat B du plancher et le thermostat C du plafond sont réglés de façon à fonctionner à 25 Ca Une résistance va- riable règle un réchauffeur auxiliaire 57 du thermostat C, de façon à régler avec certitude le fonctionnement du thermostat à une température de 25 C.
Un réchauffeur auxiliaire 58 du thermostat du plancher B est connecté par
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l'intermédiaire du contact 59 du relais du réchauffeur supérieur qui est normalement fermé lorsque le thermostat C ne fonctionne paso Par conséquent, les radiateurs du plancher 31 ne peuvent être alimentés en fluide de chauf- fage que pendant que le réchauffeur supérieur 16 fonctionne. Le thermostat C de réglage de la température au plafond est également commandé cyclique- ment par le contact inférieur 60 du relais C'.
Cette valeur cyclique est com- mandée par une résistance 61 d'un cycle de 2 C environ, le relais C' fermant, lorsqu'il est excité, le contact 60, ainsi que le circuit électrique passant par le conducteur 62, le réchauffeur auxiliaire 57, les conducteurs et 64, le contact 60,. le conducteur 65, la résistance cyclique 61, pour arri- ver au conducteur négatif N. La colonne de mercure du thermostat C monte ainsi de 2 C lorsque le courant passe dans le relais C' et descend de 2 C lorsque le relais C' retombe, 'en réglant ainsi le fonctionnement cyclique, ainsi qu'il est facile de le voir.
Etant donné que le relais supérieur C' fonctionne cycliquement, le mouvement cyclique correspondant se transmet au thermostat B et par suite ouvre et ferme la soupape du plancher 34 tant que le thermostat du plancher B fonctionneo On voit donc que les dispositifs de chauffage du plancher et du plafond entrent en action'automatiquement et par intermittence, jusqu'à ce que la température du véhicule atteigne une valeur prédéterminée, après quoi le fonctionnement cyclique des relais B' et C' maintient cette température sensiblement constante pendant que l'ins- tallation fonctionne.
Etant donné qu'on désire que la température effective du véhicule soit maintenue à 20 C environ, le réchauffeur auxiliaire 57 augmente de 5 C la température du thermostat C du réchauffeur supérieur par l'intermédiaire de la résistance calibrée 66 disposée dans le conducteur , et le réchauffeur auxiliaire 58 augmente de.5 C la température du thermostat B du plancher par l'intermédiaire de la résistance calibrée 67 disposée dans le conducteur 68, et les deux réchauffeurs auxiliaires 69 et 70 des thermo- stats D et E des refroidisseurs subissent une augmentation de température de 5 C par l'intermédiaire de la résistance calibrée 71 disposée dans le conducteur 72 et agissant par l'intermédiaire des conducteurs 73 et 74.
Refroidissement.
Lorsque la température extérieure atteint ou dépasse 10 C, le thermostat A fonctionne et le courant passe dans le relais A', ce qui fer- me le contact 40 et rend ainsi le thermostat D du refroidisseur n 1 suscep- tible de commander l'installation lorsque la température du véhicule, aug- mentée de la quantité de chaleur auxiliaire fournie à ce thermostat D, le fait fonctionner à 25 C. A ce moment, le courant électrique passe dans le thermostat D et le conducteur 75, de façon à exciter le solénoïde du relais D' du refroidisseur n 1.
Mais les dispositifs de chauffage du plancher et du plafond fonctionnent tous les deux jusqu'à ce que le courant passe dans ce relais D'Le courant passant à ce moment dans le relais D', son contact 44 s'ouvre, et fait retomber le relais B' de telle sorte que la soupape 34 de chauffage du plancher est fermée par son solénoïde et interrompt l'arri- vée de la chaleur dans les radiateurs du plancher. Le relais D' en s'exci- tant, ferme aussi le contact 76 en faisant passer le courant électrique par le conducteur 77, le contact 76, le conducteur'76 et le solénoïde 79 de la soupape principale ±,en donnant la certitude que le fluide de chauffage ne peut pas arriver dans les radiateurs du plancher au commencement dé l'o- pération de refroidissement.
Mais le dispositif de chauffage supérieur est encore susceptible de fonctionner si le thermostat C demande de la chaleur; il fonctionne à ce moment de façon à réchauffer l'air antérieurement re- froidi et permet ainsi au thermostat de refroidissement D de continuer à commander l'installation jusqu'à ce que les conditions changent et rendent le refroidissement inutile. Par conséquent, il est possible de réchauffer l'air refroidi refoulé lorsque la température du véhicule est assez basse pour provoquer l'ouverture du contact du thermostat de chauffage supérieur C. Pour permettre ce fonctionnement sans que le thermostat D cesse de com- mander l'installation, on règle automatiquement la position de fonctionne- ment du thermostat D du refroidisseur n 1 à une température plus basse, en augmentant de 2 C la température de son réchauffeur auxiliaire 69.
Ce cir- cuit de chauffage part du conducteur positif P, passe par le conducteur 73,
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le réchauffeur auxiliaire -9 le conducteur 7, le contact dg. la résistan- ce #1 calibrée à 20C et le conducteur 2, pour arriver au conducteur négatif N.Le relais D en se fermant ferme également le contact et établit un
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circuit passant par le conducteur .
le contact , les conducteurs 66 et ±1, et le relais S2 du compresseur, de façon à faire démarrer le compres- seuxo Le relais D' en s'excitant, ferme aussi le contact 8 qui établit un circuit passant par le conducteur ±0j le contact 3, le conducteur 21, et le solénoïde de la soupape 26 du refroidisseur n 1, celle-ci s'ouvrant sous l'action de-son solénoïde, de façon à y admettre le réfrigéranto Le réfrigé- rant n 1, en fonctionnant, fait baisser normalement la température de l'air de retour ainsi que la température du véhicule, ce qui coupe le contact du thermostat supérieur Co Il en résulte que le relais C' s'excite en refermant le contact 54, de façon à faire passer un jet de vapeur dans le réchauffeur
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supérieur sous l'action du solénoïde de la soupape d'admission 18.
La vapeur arrive dans le réchauffeur supérieur sous forme d'une série de jets, étant donné que le relais C' fonctionne par périodes avec le thermostat C dans un intervalle de 2 C qui correspond à la valeur de la résistance cycli- que 61.
Ainsi qu'il a déjà été dit, le thermostat E du refroidisseur n 2 comporte un réchauffeur auxiliaire 70 qui se règle automatiquement de 27 à 25 C lorsque le relais D du refroidisseur n 1 s'exciteo Par conséquent, la différence de réglage de'la température entre le thermostat D du refroidis- seur n 1 et le thermostat E du refroidisseur n 2 reste égale à 2 C. Si la température du véhicule atteint la valeur de réglage de fonctionnement de 25 C du thermostat E du réfrigérant n 2, un circuit d'excitation se ferme par l'intermédiaire du relais E' du refroidisseur n 2, et par suite l'ins- tallation fonctionne complètement suivant un cycle de refroidissement.
Pen- dant ce cycle de fonctionnement, le relais E' en s'excitant ferme le contact
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2 et établit un circuit passant par le conducteur 21, le contact 3à du relais D' du refroidisseur n 1 (qui est alors fermé), le conducteur 95, le contact 92 du relais E', le conducteur 2±' et le solénoïde 22 de la soupape supérieure principale 21, celle-ci se fermant sous l'action du solénoïde et s'ouvrant sous l'action d'un ressort, de façon à fermer cette soupape et à interrompre définitivement et complètement l'arrivée du fluide de chauffage dans le réchauffeur supérieur 16.
Le relais E' en s'excitant ferme aussi le contact 97 qui établit
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un circuit passant par le conducteur 22, le contact 21 et les conducteurs 33 et 1±, le solénoïde 73 de la soupape d'arrêt de sûreté 1l, celle-ci se fermant sous l'action du solénoïde et s'ouvrant sous l'action d'un ressort, de façon à empêcher le fluide de chauffage d'arriver dans les radiateurs
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du plancher ,3,, que la soupape de chauffage du plancher soit ou non convenablement fermée. Le relais E' en s'excitant ferme encore le contact
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100, qui établit un circuit passant par le conducteur 101, le contact "OvQ et le conducteur 7, le solénoide 66 du relais du compresseur, de façon à assurer encore mieux le fonctionnement des compresseurs, ce circuit étant ainsi un circuit de sécurité des compresseurs.
Par conséquent, si le re- lais D' du refroidisseur n 1 cesse de fonctionner pour une raison ou une autre, le relais E' du refroidisseur n 2 en se fermant fait passer le cou- rant dans le ou les compresseurs du mécanisme de refroidissemento Le relais E' en s'excitant ferme aussi le contact 102 qui établit un circuit passant
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par le conducteur 10,, le contact I.Q¯2 et le conducteur 1, le solénoïde de la soupape , celle-ci s'ouvrant sous l'action du solénoïde et se fer- mant sous l'action d'un ressort, et commande l'arrivée du fluide de refroi- dissement dans le refroidisseur n 2.
Les relais A' à E' sous la formede la fig. 3, sont mobiles de haut en bas lorsque le courant y passe et de bas en haut sous l'action d'un ressort lorsque le courant n'y passe pas. D'autres dispositions appropriées sont possibles, si on le désire.
On voit donc que le dispositif suivant l'invention est un dis- positif perfectionné de chauffage et de refroidissement qui permet de régler et de commander automatiquement et plus parfaitement l'installation de façon
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