Brevet FR2179517A1 — publié le 19731123

La présente invention concerne les appareillages destinés à collecter et à règler les courants dtair vicie extraits des pièces techniques d'un logement au moyen d'un ventilateur à deux allu res de rotation. Lorsque des logements sont ventiles mécaniquement le principe adopté, en général, est le suivant s lsair sain est admis dans les pièces d'habitation nobles telles que les chambres et les salles de séjour, il travers le logement en se chargeant des produits polluants ct enfin il est évacue des pièces techniques telles que les cuisines, salles d'veau et cabinets d'aisance pour être rejeté à ltextérieur ; ainsi le m8me air est utilisé, d'abord, pour assurer la ventilation des pièces les moins polluées ensuite pour assurer la ventilation des pièces les plus polluées ; mais, les besoins de ventilation des pièces nobles et ceux des pièces techniques sont difficiles à concilier , les premiers sont, en général, constants, alors que les seconds sont variables en fonction de 11 heure. Les systèmes connus de ventilation de logements par extraction mécanique de l'air vicie au moyen d'un ventilateur à deux allures de rotation permettent des variations de débit proportionnelles aux variations correspondantes; des vitesses de rotation du ventilateur; ledit ventilateur doit engendrer, à l'allure minimum, une pression suffisante pour vaincre les pertes de charge du réseau qu'il dessert et faciliter ltiquilibrage des débits dans ce même réseau ; il doit alors engendrer une forte pression à l'allure maximum si le rapport désirE entre le débit maximum et le débit minimum est important ce qui est, très souvent, à l'origine des bruits gênants Cmis dans le logement. De plus, ces systèmes ne permettent pas, en général, de modifier le débit extrait dans- un local sans que, correlativement, les débits extraits dans les locaux desservis par le mEme ventilateur soient eux aussi, modifiés dans le meme rapport. Enfin, ces systèmes ne permettent pas de concilier les besoins des pièces techniques et des pièces nobles d'un même logement car les débits variables des pièces techniques sont obtenus au préjudice des besoins des chambres et salles de séjour. Le dispositif suivant l'invention, permet d'éviter ces incon vSnients. Avec celui-ci, en effet, il est possible de concilier les besoins de ventilation des pièces techniques et des pièces nobles en modifiant la répartition d'un débit d'air extrait sensiblement constant correspondant aux besoins des pièces principales entre les diffdrents locaux techniques d'un même logement dont les heures dtutilisation intensive sont, en général, distinctes. Un tel résultat est obtenu avec une faible variation de pression ce qui permet l'utilisation d'un ventilateur à deux vitesses de rotation voisines dont le fonctionnement peut alors être silencieux. Le dispositif objet de l'invention comporte : - un caisson collecteur sur les parois duquel sont ménages de multiples orifices d'admission d'air. - un ventilateur d'extraction à deux vitesses de rotation voisines prévu pour aspirer l'air dans le caisson. - des conduits raccordés aux orifices d'admission d'air dans le caisson dont les extrEmatés libres destinées à déboucher dans les locaux techniques à ventiler sont équipées de filtres ou de bouches d'extraction à très faibles pertes de charge. - des vannes associées aux orifices d'admission dans le caisson dont les ouvertures sont asservies aux vitesses de rotation du ventilateur. Selon l'invention, lorsque la vitesse de rotation du ventilateur passe de l'allure minimum à l'allure maximum ; la variation de pression qu1il engendre dans le caisson provoque simultanément une réduction de l'ouverture de certaines vannes et l'accroissement de ltouverture des autres pour que les débits d'air traversant les premièrs augmentent plus que la vitesse du ventilateur, que les débits traversant les secondes diminuent et que le débit total extrait per le ventilateur soit peu modifié ; lorsque la vitesse de rotation du ventilateur passe de l'allure maximum à l'allure mini mu. les obturateurs des vannes reprennent leurs positions d'origine, La figure i en annexe illustre, à titre dtexemple, un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention. Les figures 2 et 3 représentent les deux types de vannes équi pant le dispositif de la figure i à & une échelle plus grande. Les figures 4 et 5 représentent en variantes deux types de vannes pouvant remplacer respectivement celles des figures 2 et 3 pour équiper le dispositif de la figure 1. Sur la figure t, on peut voir un caisson t cloisonné intérieu- retent pour ménager quatre compartiments 2,3,4,5. Dans le compartiment 1 est disposé un moto-ventilateur 6 à deux vitesses de rotation dont la roue centrifuge à aubes courbées vers l'avant permet d'avoir à chacune des allures minima NI et maxima N2 des dépressions respectives PI et P2 dans le compartiement 2, lesdites dépres siens étant stables sur des plages de débit du ventilateur autour de la valeur Q du débit total extrait désiré quelque soit la vitesse de rotation.Dans les compartiemants 3,4 et 5 débouchent des conduits 7 destinés à l'évacuation de l'air vicié des pièces techniques d'un logement ; les extrêmités libres desdits conduits étant raccordés â des bouches d'extraction évasées 8 équipées de filtres 9. Les compartiments 4 et 5 communiquent avec le compartiment 2 par l'intermédiaire de vannes 10 représentées à l'échelle agrandie sur la figure 2 dont les ouvertures diminuent lorsque la dépression dans le caisson croit de PI à P2. Le compartiment 3 communique avec le compartiment 2 par l'intermédiaire d'une vanne il représentée à échelle agrandie sur la figure 3 dont l'ouverture augmente lorsque la dépression dans le caisson croit de Pi à P2. La vanne de la figure 2 comporte un cadre rectangulaire 12 formant l'entrée dtun couloir 13 constitué par assemblage de deux parois latérales triangulaires 14 et d'une paroi rectangulaire transversale 15 g une lame élastique rectangulaire 16 est disposée en travers du couloir 13 par fixation de l'un de ses bords sur le cadre 12 ; cette laie 16 peut entre l'objet de déformations variables en fonction des forces qu'exercent sur elles les différences de pression entre les compartiments 4 ou 5 et le compartiment 2, lesdites déformations variables permettant dtobtenir un passage d'air entre le bord de la lawe 16 opposé à son bord d'attache et la paroi 15 dont la section décret lorsque la dépression dans le com partirent 2 croit de PI à P2, le jeu très faible ménagé entre les deux autres bords libres de la lare 16 et les parois latérales 14 restant constant. Des entretoises 17 et 18 sont prévues pour servir d'appui à la lame 16 lorsque les dépressions dans le compartiment 2 prennent les valeurs respectives PI et P2 La vanne de la figure 3 comporte un couloir 19 de section rectangulaire constante en travers duquel est disposée une lame élastique rectangulaire 20 fixée par l'un de ses bords à une parsi du couloir 19, ladite lame étant libre de se déformer entre des entretoises d'appui 21 et 22 pour ménager entre son bord opposé à son bord d'attache et la paroi 23 du couloir 19 un passage pour l'air dont la section croit lorsque la dépression dans le compartiment 2 décrotte Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant.: lorsque le ventilateur d'extraction 6 est en marche, de l'air est extrait des locaux dans lesquels sont disposées les bouches d'extraction 8 ; ces différents flux d'air sont canalisés par les conduits 7 vers les compartiments 3, 4 et 5 du caisson t, ils sont rassemblés dans le compartiment 2 après passage à travers les vannes 10 et 11 et sont refoulés à l'extérieur par le ventilateur 6. Les bouches 8 et les conduits 7 sont prévus pour opposer peu de résistance aux passages des flux d'air correspondants et les débits desdits flux sont déterminés pratiquement par ltouverture des Vannes qui leurs sont associées ; ainsi la différence des pressions entre les compartiments 3, 4 ou 5 et le compartiment 2 est à peu près égale à la dépression P créée par le ventilateur 6 dans le compartiment 2. Les pertes de charge des vannes 10 et il sont pratiquement égales aux pertes de pressions dynamiques dues à la détente brutale de 11 air dans le compartiment 2, les courbures des lames 16 et 20 imposant une mise en vitesse progressive en amont ; ainsi pour une vitesse de rotation déterminée N du ventilateur le débit total Q qutil extrait est réparti entre toutes les vannes 10 et Il au prorata des sections minima des passages dtair qutelles ménagent.Lorsque la vitesse de rotation N du ventilateur est au minimum NI les lames 16 et 20 représentées an trait plein s1appuient sur les entretoises respectives 17 et 2t la dépression Pi dans le comparti- ment 2 étant insuffisante pour stopposer aux forces de rappel dues à l'élasticité de ces lames ; la section de passage au travers des vannes la est alors maximale et celle de la vanne 71 est minimale. Lorsque. la vitesse de rotation du ventilateur passe-de NI à ssne valeur supérieure N2, la pression P2 correspondante est suffisante pour décoller les lames 16 et 20 des entretoises 17 et 2t et les appliquer sur les entretoises respectives 18 et 22 ; la section de passage au travers des vannes 10 devient alors minimale et celle de la vanne Il devient maximale, la répartition du débit total 4 étant modifié au profit de la vanne 11.Pour que le débit total Q extrait par le ventilateur 6 reste à peu près constant lorsque sa vitesse de rotation varie de Nt à N2 les entretoises d'appui 17 18, 21 et 22 sont prévues pour que les bandes 16 et 20 ménagent des passages dont la somme des sections S diminuent lorsque la vitesse de rotation N croit et que le produit de la somme S des sections de passa- ges des vannes par la vitesse de rotation N du ventilateur soit à peu près constant. Les entretoises d'appui 17,18, 21 et 22 permettent des déformations précises des lames 16 et 20 pour les pressions Pi et P2 et évitent à ces pressions un battement desdites lames. Enfin, les compartiments 3, 4 et 5 sont tapissés de matériaux ayant deicoefficients d'absorption acoustique élevés pour limiter la transmission des bruits émis par le ventilateur et les vannes vers les locaux desservis. Des caractéristiques d'un dispositif conforme à l'invention sont précisées ci-après pour obtenir les résultats suivants : - Débit d'extractien au travers de chacune des vannes 10 et Il lorsque la vitesse de rotation du ventilateur est minimum : 60 m3/h. - Débit d'extraction au travers de chacune des vannes 10 lorsque la vitesse de rotation du ventilateur est maximum s 30 m3/h. - Débit d'extraction au travers de la vanne il lorsque la vitesse de rotation du ventilateur est maxime : 120 m3/h. Appareil t - Ventilateur débitant 180 m3/h en créant une dépression de 6 mm de colonne d'vau pour Nt égal à 1000 tours par minute et une dépression de 13,5 mm de colonne d'eau pour N2 égale à 1500 tours par minute. - Lames 16 et 20 en polytéréphtalate d'éthylène présentant un module d'élasticité de 450 kg/mm2. - Section de passage de chacune des vannes 10 au il lorsque le ventilateur tourne à 1000 tours par minute t 18 ci20 - Section de passage de chacune des vannes 10 lorsque N2 est étle à 1500 tours par minute t 6 cm2. - Section de passage de la vanne Il lorsque N2 est éwLe à 1500 tours par minute : 24 cm2. Selon une variante du dispositif décrit ci-dessus les vannes représentées sur les figures 2 et 3 peuvent être remplacées respectivement par les vannes des figures 4 et 5. Sur la vanne de la figure 4 un volet rigide 24 remplace la lame 16 de la vanne de la figure 2 et des butées 25 et 26 limitent l'amplitude de sa rotation autour d'un axe 27 ; un ressort 28 rappelle le volet 24 vers une position d'ouverture maximum de la vanne ; enfin un contrepoids 29 d'équilibrage du volet 24 permet un fonctionnement de la vanne indépendant de sa position. La vanne de la figure 5 comporte un volet rigide 30, des butées 31 et 32 pour limiter la rotation du volet 30 autour de 11 axe 33, un contrepoids 34 pour équilibrer le volet 30, enfin un ressort de rappel 35 du volet vers sa position d1 ouverture minimum. Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé pourassu- rer l'extraction mécanique de l'air vicié des locaux techniques d'un logement lorsque les besoins importants de ventilation desdits locaux ne sont pas simultanés et lorsque dans ces mêmes logements il faut concilier des débits d'air constants introduit dans les chambres et les séjours avec des débits d'air extrait variables dans les locaux techniques, REVENDICATIONS 1 - Dispositif permettant d'extraire mécaniquement un débit d'air à peu près constant de plusieurs locaux et dten modifier la répartition entre lesdits locaux comportant un caisson collecteur sur les parois duquel sont managées de multiples orifices dtadmis- sion d'air, des conduits raccordés aux orifices d'admission d'air dans le caisson dont les extrémités libres sont équipées de bouches à très faibles pertes de charge, un ventilateur d'extraction à deux vitesses de rotation prévu pour aspirer 11 air dans le caisson collecteur et des vannes associées aux orifices d'admission d'air caractérisE en ce que les ouvertures de ces vannes sont asservies è la vitesse de rotation du ventilateur par l'action de la pression qu'il engendre sur leurs obturateurs respectifs pour que le passage d'une allure de rotation à l'autre provoque des variations des ouvertures des vannes modifiant la répartition du débit extrait par le ventilateur entre les orifices d'admission d'air du caisson collecteur et maintenant le débit total extrait constant. 2 1 Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le ventilateur à une roue centrifuge à aubes courbées vers l'avant et que ledit ventilateur est associé à des vannes déterminées pour que le produit de la somme des sections de leurs ouvertures par la vitesse de rotation du ventilateur soit à peu près constant. 30 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les obturateurs des vannes sont constitués par des lames élastiques qui sous l'action de la pression du ventilateur se défor ment pour adopter à des valeurs déterminées leurs ouvertures. 4' - Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisE en ce que les obturateurs des vannes sont consitués par des volets rigi des articulés autour d'axes et que des ressorts sopposent à l'ac- tion de la pression du ventilateur sur ces volets. 5 - Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les vannes comportent deux entretoises sur lesquelles s'appliquent leurs lames élastiques lorsque respectivement, la vitesse de rota tion du ventilateur est minimum et maximum. 6 - Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que les vannes comportent deux butées sur lesquelles s'appliquent leurs volets lorsque, respectivement, la vitesse de rotation du ventilateur est minimum et maximum. 70 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le caisson collecteur est divisé en compartiments et que les parois desdits compartiments sont tapissées d'isolants acoustiques peur limiter la transmission du bruit des vannes et du ventilateur vers les conduits.