Brevet FR2011002A1 — publié le 19700227

i 2011002 L'invention concerne un dispositif de ventilation, par exemple pour étables, serres et grandes salles, dans lequel on effectue l'admission d'air frais en le mélangeant à de l'air recyclé avant que l'air ne soit diffusé dans le local à travers 5 une ou plusieurs têtes distributrices lorsque la ventilation est nécessaire, et dans lequel l'air usé est éliminé par un ou plusieurs extracteurs. Le système d'extraction des meilleures installations de ventilation connues est constitué par un certain nombre de venti-10 lateurs placés soit dans le mur soit dans la ou les cheminées, principalement dans ces dernières. Il en résulte un vide partiel dans le local, de sorte que de l'air frais peut être introduit de 1'extérieur par un certain nombre d'aérateurs placés dans les murs du local. Les aérateurs sont normalement équipés de regis-15 très servant à régler le flux d'air. Toutefois, des variations climatiques relativement faibles exigent immédiatement des modifications correspondantes de la position des registres, de tous les aérateurs. Si la variation se produit pendant la nuit ou à des moments où le local est laissé sans surveillance, elle peut 20 entraîner des variations catastrophiques dans les conditions ambiantes, car par exemple très peu d'animaux domestiques peuvent supporter les courants d'air ou une circulation d'air trop faible. En outre, la force du vent a pour effet qu'une plus grande quantité d'air entre dans le bâtiment du côté exposé au vent que 25 du côté opposé. Aussi, on a tenté d'infecter de l'air mécaniquement afin d'éviter les inconvénients ci-dessus. Dans un dispositif récent de ce type, la cheminée d'extraction est entourée d'un conduit de plus grand diamètre, de sorte qu'il existe une zone 30 circulaire autour de la cheminée d'extraction. On obtient ainsi une cheminée double. Par cette zone, qui est reliée à l'atmosphère extérieure juste au-dessus du toit, de l'air frais est aspiré pendant que l'air usé est expulsé par la zone circulaire centrale et envoyé verticalement au-dessus du toit. 35 Toute la cïieiainée double se termine sous le plafond du local qu'il s'agit de ventiler. L'énergie qu'elle nécessite est fournie par un ventilateur axial muni d'une hélice spéciale dont la partie circulaire intérieure présente -un diamètre correspondant à celui de la cheminée d'extraction et est placée directe-40 ment en-dessous de celle-ci. Cette partie dirige l'air vers le 69 17232 2 2011002 haut» La partie extérieure de l'hélice correspond à la zone circulaire qui entoure la cheminée d'extraction et là les pales de l'hélice ont une forme telle que de l'air frais est aspiré vers le "bas à travers la zone circulaire. Etant donné que la quantité d'air nécessaire n'est pas toujours la même, le dispositif est équipé de registres de mélange placés en ion point intermédiaire de la hauteur de la cheminée, de sorte que la totalité ou une partie de l'air usé qui est expulsé par la cheminée centrale d'extraction puisse être ramené vers le "bas à travers la zone circulaire extérieure tout en se mélangeant à l'air frais entrant Ensuite, à l'aide d'un certain nombre d'orifices d'injection, l'air est dirigé radialement dans le local, parallèlement au plafond ou légèrement vers le bas. Il est exact qu'avec un tel dispositif, on peut éviter la plupart des inconvénients causés par des aérateurs placés dans les murs, mais il comporte d'autres inconvénients. L'hélice spéciale est très coûteuse et compliquée à fabriquer et il en est de même pour la cheminée double. La zone circulaire extérieure étroite ainsi que le virage soudain que l'air recyclé doit effectuer pour passer du conduit intérieur au conduit extérieur, offrent à l'air une résistance considérable et nécessitent par conséquent une grande énergie. Etant donné qu'en particulier l'air des étables contient d'assez grandes quantités de poussière et d'humidité, celles-ci se déposent, entre autres, dans la zone circulaire extérieure qui est difficile à nettoyer alors qu'il se pose facilement des problèmes de condensation en des endroits inaccessibles à l'intérieur de la cheminée. La quantité d'air injecté dans le local est constante toute l'année alors que l'on pourrait désirer une plus forte injection d'air pendant l'été et line injection plus faible pendant l'hiver. Enfin, il est nécessaire d'enlever les dispositifs d'aspiration existants dans les locaux où l'on installe ce dispositif. L'invention a pour but de surmonter les inconvénients des constructions connues où l'on utilise une injection d'air au lieu d'aérateurs muraux, et, en outre, de réaliser une distribution améliorée d'air dans le local. Selon l'invention, on y parvient avec un système comportant tui ou plusieurs dispositifs d'injection en position centrale sous le plafond, chacun de ces dispositifs étant équipé d'une tête distributrice qui, par sa circonférence, injecte de l'air dans le local dans une direction 69 17232 3 2011002 principalement parallèle au plafond ou inclinée vers le "bas, formant ainsi une couche d'air injecté qui part de la tête distributrice. L'air injecté est formé partiellement d'air frais venant de l'extérieur et partiellement d'air recyclé venant du local, 5 leur proportion pouvant être réglée à l'aide de registres de mélange. Des dispositifs d'extraction de l'air usé sont placés en des endroits séparés du dispositif d'injection. L'invention est remarquable en ce que les registres de mélange du dispositif d'injection sont placés entre le plafond et 10 la tête distributrice et que l'air recyclé est prélevé dans la zone située entre le plafond et les jets d'injection. Avec cette construction, on obtient de nombreux avantages. On peut mélanger de l'air frais et de l'air recyclé sans que cela nécessite une cheminée double compliquée et il ne faut qu'un 15 seul conduit menant à l'air libre, qui est moins coûteux à fabriquer et plus facile à maintenir exempt de poussière. Etant donné qu'on ne fait pas passer de l'air humide et chaud venant de l'é-table dans la cheminée qui conduit de l'air froid vers le "bas, les problèmes de condensation sont réduits au minimum. Il n'est 20 pas nécessaire non plus d'utiliser une hélice à double fonction; il suffit d'une hélice simple ou d'un rotor radial de ventilateur. En outre, on a rarement besoin de supprimer les dispositifs d'aspiration déjà existants, ce qui est très important puisqu'ils existent dans presque tous les locaux récents. Etant donné que le 25 système de conduite est simple et ne comporte pas de conduits étroits et que l'air n'a pas à effectuer de virages brusques, la consommation d'énergie est moindre dans un dispositif selon l'invention, ce qui est très important éteint donné que le dispositif doit normalement fonctionner 24 heures par jour. 30 Enfin, un fait très important pour les locaux où se trouvent des animaux est que selon l'invention, la quantité d'air qui atteint les animaux sous l'effet de l'injection d'air diminue automatiquement quand on mélange davantage d'air recyclé à l'air injecté, tandis que la quantité d'air augmente aussi automati-35 quement lorsqu'on approche d'une injection d'air extérieur pur, sans mélange avec de l'air recyclé. Cela est dû au fait que l'air recyclé est prélevé dans la zone comprise entre le plafond et les jets d'injection et que par suite il est seulement possible d'obtenir de l'air recyclé en le prélevant sur les jets d'injec-40 tion, ce qui fait que plus on a besoin d'air recyclé, plus on en 69 17232 4- 2011002 emprunte aux jets d'injection avant que ceux-ci n'atteignent les limites de la zone couverte par un dispositif d'injection. Cela est important car avec un tel système, on règle les registres pendant l'hiver de façon que l'air froid se mélange à uns grande 5 proportion d'air recyclé, de sorte que le mélange injecté atteigne une température seulement inférieure de quelques degrés à la température de l'étable, qui est idéalement d'environ 15-18°C pour la plupart des animaux. En outre, le mouvement d'air nécessaire autour des animaux est aussi proportionnellement moindre 10 pendant l'hiver que pendant l'été, et on obtient cela aussi par la réduction automatique de la quantité d'air après sa sortie de la tête distributrice. Inversement, il faut un plus grand mouvement d'air pendant l'été, lorsque la température de l'air frais extérieur peut être considérablement supérieure à la température 15 que l'on désire dans l'étable, étant donné que la quantité accrue d'air aide alors les animaux à dissiper de la chaleur. Selon l'invention, le système de ventilation peut présenter une disposition dans laquelle les dispositifs d'aspiration sont constitués par plusieurs aérateurs avec registres de régla-20 ge qui sont réunis électriquement ou mécaniquement aux registres prévus dans les dispositifs d'injection, de sorte que l'air expulsé reste en proportion directe de l'air injecté et que cette proportion soit réglable. En faisant en sorte que les registres soient couplés de cette manière, on obtient des conditions cons-25 tantes de pression dans l'étable relativement à l'environnement et en réglant la proportion on peut décider si une pression positive, négative ou neutre est nécessaire relativement à l'environnement . Si par exemple on accouple le registre de réglage au registre de mélange de façon que l'ouverture du registre de ré-50 glage soit toujours un peu supérieure à celle du registre de mélange pour l'air frais, il se crée une pression négative dans l'étable par suite de la quantité d'air plus grande qui est expulsée. Egalement, une pression positive se crée si l'on ajuste relativement les registres de façon que la quantité d'air injec-35 tée soit supérieure à la quantité expulsée. L'avantage d'une pression positive peut être qu'il n'arrive pas d'air parasite dans le local à travers des fuites éventuelles des portes etc. Une pression positive dans un local peut avoir pour effet que de l'air humide s'échappe dans les locaux adjacents, et lorsque 40 c'est le cas 5 le mieux est de maintenir dans le local une légère 69 17232 5 2011002 pression négative constante. Ainsi, caest tm avantage de pouvoir décider à volonté des conditions de pression dans le local® En outre, selon l'invention, dans certains modes d'exécution, il est avantageux de faire en sorte que le réglage des '} registres couplés soit assuré par un ou plusieurs servomoteurs es fonction d'un signal qui provient d'un thermostat ou hygrostat commun. Le registre de mélange peut lui-même être constitué par un ou plusieurs registres suspendus pivotants,, de sorte que 10 dans une position extrême ils coupent complètement le recyclage d'air et que dans l'autre position extrême ils coupent complètement l'injection d'air frais, et qu'à un stade intermédiaire ils règlent la proportion entre air recyclé et "air frais. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, 15 la tête distributrice est constituée par deux plaques horizontales, de préférence carrées, maintenues à une distance appropriée par plusieurs plaques d'espacement constituées chacune par une partie tubulaire éventuellement fendue et par deux volets. A l'aide de boulons adaptés dans la partie tubulaire et dans des 20 trous prévus à la circonférence des plaques, celles-ci sont serrées autour des plaques d'espacement de manière à former des espacements d'air en nombre correspondant à celui des plaques d'espacement. Les volets des plaques d'espacement sont formés d'une matière flexible et, par suite, après assemblage, on peut ajuster 25 les volets et régler, ainsi, aussi bien la direction que la quantité d'air qui passe par les espacements d'air individuels. Dans une réalisation particulière, on peut en outre répartir les plaques d'espacement à la circonférence de la tête distributrice de façon qu'une quantité d.'air proportionnellement plus grande soit 30 injectée par les coins des plaques carrées» Enfin, selon l'invention, il est particulièrement facile de chauffer le local en amenant simplement de l'air chaud dans l'espace compris entre le plafond et les .jets d'injection,, de préférence près des registres de mélange5 de manière que l'air 35 chaud suive l'air recyclé et soit mélangé avant la tête distributrice, ce qui a pour effet de diffuser la chaleur dans la pièce. On évite ainsi de devoir incorporer un dispositif de chauffage au dispositif d'infection, étant donné que, placé en cet endroit, il serait obstrué par la poussière. 40 La description qui va suivre faite en regard des des 69 17232 6 2011002 sins annexés fera bien comprendre l'invention. la figure 1 montre un mode de réalisation comportant deux dispositifs d'injection et un dispositif d'aspiration, dans une partie d'un local vu de côté. 5 La figure 2 est une vue de dessus correspondante. La figure 5 est une coupe verticale d'un dispositif d'injection, par l'espacement d'air. le figure 4 est une coupe horizontale par les espacements d'air. 10 La figure 5 montre en perspective un mode de réalisa tion d'une plaque d'espacement» Un dispositif d'injection peut être constitué par un conduit d'entrée 1 placé au-dessus d'une chambre de mélange en forme de boîte 2 sous laquelle se trouve une tête distributrice 15 3« Le conduit d'entrée passe à travers le. plafond 4 pour arriver dans le local 5 où la ventilation est requise et il est relié à l'air extérieur d'une façon non représentée, de l'air frais étant introduit dans le sens indiqué par la flèche 6. Dans ce mode d'exécution, la chambre de mélange présente deux registres de mé-20 lange identiques 7» suspendus par leur bord supérieur à des paliers 8, de sorte que les registres de mélange, dans l'une de leurs positions extrêmes, ferment me ouverture 9 d'air recyclé sur les deux côtés 10 de la chambre de mélange, et quê, dans leur autre position extrême, ils ferment l'arrivée d'air frais en ve-25 nant au contact d'une plaque de division coudée 11. Normalement, les deux registres de mélange ont le même réglage, mais afin de mieux illustrer leur fonctionnement, le registre de gauche de la figure 5 est représenté dans la position où l'on, introduit à la fois de l'air frais et de l'air recyclé tandis que le registre 50 de droite est représenté ouvert pour la totalité de l'air recyclé 12 et on peut voir que dans cette position, le registre arrête complètement l'air frais. On peut effectuer le réglage manuellement mais il est plus avantageux de le coupler avec celui des registres de réglage 13 prévus dans une ou plusieurs cheminées 55 d'aspiration munies d'aérateurs incorporés 14, grâce à un fil ou tige d'acier 15. Le réglage des registres couplés ainsi peut alors être assuré par un servomoteur 16, sous la dépendance d'un signal émis par un thermostat ou hygrostat non représenté, qui aggr audit les ouvertures pour l'introduction et l'aspiration 40 d'air frais lorsque l'atmosphère du local devient trop chaude ou 69 17232 7 2011002 trop humide. La tête distributrice, qui aspire de l'air de la chambre de mélange située au-dessus et expulse ensuite l'air entre deux plaques horizontales 18 et 19» la plaque- supérieure présen-5 tant en son milieu une ouverture circulaire pour l'aérateur 17 et la plaque inférieure présentant en son milieu un anneau distributeur profilé 20 qui facilite le virage de l'air de la direction verticale à la direction horizontale, et assure un courant d'air uniforme vers la circonférence de la tête distributrice. A la pé-10 riphérie, entre les plaques 18 et 19» sont fixées un certain nombre de plaques d'espacement 21, constituées avantageusement comme dans le mode de réalisation particulier de la figure 5» c'est-à-dire par une plaque flexible relativement mince comportant une partie tubulaire 22 qui reçoit un boulon 23» et est séparée en 15 deux volets 24. Les plaques d'espacement sont maintenues en place par les boulons et on peut les faire tourner autour de ceux-ci jusqu'à ce que les volets soient dans la position désirée pour obtenir le sens voulu du flux d'air, avant que les boulons, qui passent aussi par des trous appropriés dans les plaques 18 et 19, 20 ne serrent celles-ci sur les plaques d'espacement et maintiennent ces dernières dans la position voulue. De cette manière, on obtient un certain nombre d'espacements d'air 25 correspondant au nombre de plaques d'espacement sur toute la circonférence de la tête distributrice, et en partant de celle-ci» l'air forme une 25 couche de jets d'injection 26, horizontaux ou inclinés vers le bas. Gomme le montre la figure 2, les angles du local 5 sont plus éloignés que les côtés de la zone que doit desservir un dispositif d'injection, zone qui est presque toujours rectangulaire. Il est donc utile qu'une plus grande quantité d'air arrive des an-30 gles que des côtés de la tête distributrice et un procédé permettant d'y parvenir est illustré par la figure 4 qui, pour plus de clarté, est divisée en quatre parties suivant les lignes A-B et G-D. A l'aide de ces lignes et de quatre lignes intermédiaires, chaque angle droit est ainsi divisé par exemple en cinq angles 35 d'égale grandeur 27 et chaque angle représente alors la même ":4 d'air, car on p-;ut considérer qu'à l'aide de l'anneau v.is20, l'airateur 17 distribue l'air uniformément tout autour. Si l'axe des boulons -23 des plaques d'espacement est fixé parallèlement au "bord des plaques 18 et 19» on peut tirer qua-40 tre libres d'axes de boulon b et là où elles coupent les lignes 69 17232 8 2011002 intermédiaires a, on obtient des points 28, comme indiqué dans le coin supérieur gauche de la figure 4. C'est en cet endroit qu'il faut fixer les boulons destinés aux plaques d'espacement, si l'on veut que la quantité d'air, après sa sortie de la tête 5 distributrice, soit égale dans toutes les directions. Dans le quadrant inférieur gauche de la figure 4, les plaques d'espacement sont placées de cette manière» S'il faut davantage d'air dans un espacement situé à un coin, on peut l'obtenir en décalant les boulons des points 28, de sorte que l'espacement d'air à ce 10 coin soit plus grand que les espacements adjacents, comme indiqué dans l'angle supérieur droit du dessin. Enfin, on a indiqué dans l'angle inférieur droit que l'on peut faire tourner les plaques d'espacement autour des boulons 23 et courber les volets de sorte que l'air puisse être partiellement dirigé dans le sens voulu, et 15 aussi que les espacements d'air puissent être plus ou moins fermés, ce qui peut être désirable dans des locaux de forme irrégulière . Selon l'invention, il n'y a pas de raison pour que les plaques 18 et 19 ne puissent être ovales, circulaires ou rectan-20 gulaires, étant donné que les plaques d'espacement peuvent aussi avoir la forme et le mode de fixation ci-dessus. Selon l'invention, rien n'empêche non plus que la tête distributrice et la chambre de mélange ne présentent d1autres formes que celles des figures 1-4, du moment qu'elles remplissent 25 les caractéristiques de l'invention. 69 17232 9 2011002 BEVENDIOA3?IOHB 1. Dispositif de ventilation, en particulier pour des étables et bâtiments analogues, qui comprend un ou plusieurs dispositifs d'injection en position centrale sous le plafond, cha- 5 cuq. de ces dispositifs .nant équipé d'une tête distributrice qui à partir de sa circonférence injecte de l'air dans le local dans une direction principalement parallèle au plafond ou inclinée vers le bas de manière à former ainsi une couche dsair injecté qui est formée partiellement d'air frais venant de l'extérieur et par-10 tiellement d'air recyclé venant du local5 mélangés en proportion réglable dans une chambre mélangeuse à l'aide de registres de mélange d'injection, ainsi qu'un certain nombre de dispositifs disposés séparément des dispositifs d'injection et servant à éliminer l'air usé, dispositif caractérisé en ce que la chambre de 15 mélange avec ses registres de mélange est placée entre le plafond et la tête distributrice, et en ce que l'air recyclé est prélevé directement dans l'espace entre le plafond et les jets d1injectâm. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs servant à éliminer l'air usé sont consti- 20 tués par un certain nombre de ventilateurs munis de registres de réglage qui sont accouplés électriquement ou mécaniquement aux registres de mélange des dispositifs d'injection, de manière que -l'air expulsé soit proportionné à l'air injecté et que l'on puisse régler la proportion. 25 3» Dispositif selon les revendications 1 et 2, caracté risé en ce que les registres de réglage et de mélange, qui sont accouplés ensemble, sont commandés par un ou plusieurs servomo-• teurs en fonction d'un signal émis par un thermostat ou hygrostat commun. 30 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le registre de mélange d'un dispositif d'injection est constitué par un ou plusieurs registres suspendus pivotants qui, dans l'une de leurs positions extrêmes, sont fermés vis-à-vis de l'air recyclé du local; dans leur autre position extrême, sont 35 fermés vis-à-vis de l'air frais; et, dans les positions intermédiaires, déterminent la proportion d'air recyclé et d'air extérieur. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distribution des jets d'injection se fait par passage 4-0 à travers un certain nombre d'espacements d'air formés par un 69 17232 10 2011002 nombre correspondant de plaques -verticales d'espacement disposées entre et à la circonférence de deux plaques horizontales, les plaques d'espacement étant fabriquées en une matière flexible st comprenant uns partie tubulaire cTentue llement fendue et deux 5 voletss mi "boulon s'adaptant dans la par'aie tabulaire et servant serrer les plaques suiveuses et les plaques d'espacement, après que ces plaques qui peuvent tourner autour des boulonss aient été ajustées et courbées dans les positions vouluese 6. Dispositif selon les revendications 1 et 5» carac-10 térisé en ee que les plaques d'espacement sent réparties à la circonférence des plaques horizontales de manière que la proportion d'air dirigée vers les angles de la zone desservie du local est plus forte que-vers les côtés de cette zone. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en 15 ce que le chauffage du local est assuré par de l'air chaud introduit dans l'espace compris entre le plafond et les jets d'injection, de préférence près des registres de mélange des dispositifs d'injection, le dispositif d'amenée d'air chaud étant de construction indépendante.