Brevet FR2163341A1 — publié le 19730727

La présente invention concerne un appareil de climatisation démontable à éléments multiples à circulation d'air forcée, particulièrement pour le réchauffage. On sait que la caractéristique fondamentale des appareils de climatisation consiste dans la présence d'organes forçant la circulation de l'air qui les traverse, et dans le fait qu'ils peuvent être alimentés par un fluide chaud ou froid. Les appareils de climatisation présentent certains avantages importants sur les simples réchauffeurs, que ceux-ci soient des radiateurs, des radiateurs-convecteurs ou bien des convecteurs, au point de vue du rendement et de l'efficacité. Kais à ces avantages s'opposent des inconvénients notables, causés par la structure actuelle de ces appareils. De plus leur prix est très élevé. Un appareil de climatisation typique comprend un serpentin parcouru par le fluide chaud et accouplé thermiquement à une série serrée d'ailettes dont la surface sert aux échanges thermiques, un ventilateur à une ou plusieurs vitesses installé de façon que son refoulement baigne cette série d'ailettes, et un coffret ou caisson qui n'a pas un rôle seulement esthétique, et qui entoure les organes précités et peut éventuellement également les supporter. Ce coffret comporte évidemment des ouvertures d'entrée et de sortie d'air, éventuellement grillagées, des rideaux, et parfois des supports pour un filtre. Certains types d'appareils de climatisation possèdent une batterie de tubes à ailettes au lieu du groupe serpentin-ailettes précité. Ce qui précède au sujet des appareils de climatisation permet de déduire facilement certains de leurs inconvénients principaux: néces sité de les étudier et fabriquer pour chaque cas particulier, au moins en ce qui concerne le groupe d'échange et le caisson, possibilité limitée d'adaptation de la capacité de l'appareil aux nécessités du lieu d'emploi Si certaines dimensions sont normalisées, bruits excessifs qui sont intolérables dans de nombreux locaux. Un autre inconvénient réside dans la difficulté d'installa tion, et en outre dans l'encombrement, qui est souvent comparable à celui d'un appareil, plus simple et économique, de rechauffage ayant la même potentialité. La présente invention a pour but de réaliser un appareil de climatisation, plus spécialement pour ré chauffage, qui évite les inconvénient, des appareils actuellement en usage. Cet objectif est atteint au moyen d'un appareil de climatisation caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément métallique monobloc en forte de boite (qui sera appelé boîte) ferme à l'arrière par un panneau, comportant en haut et en bas des lucarnes s'détendant sur toute la longueur, et intérieurement une série d'ailettes parallèles aux flancs et ayant une hauteur nettement inférieure à celle de la boîte, ces ailettes étant également solidaires d'un élément tubulaire qui s'étend sur toute la longueur dudit élément et sert de passage au fluide actif, et qu'on prévoit au dessus des ailettes un espace vide contenant les organes de forcement de la circulation d'air. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annezés, dans lesquels la fig. 1 montre en coupe un appareil de climatisation, suivant un plan parallèle à un flanc; la fig. 2 montre en perspective un élément à trois boites avec des découpages permettant de montrer les organes de forcement de la circulation d'air; la fig. 3 montre un détail concernant les liaisons électriques entre les organes de forcement de la circulation d'air qui sont logés dans les boîtes. On voit sur les figures, où un même élément, pièce ou détail est toujours indiqué par le même numéro, un appareil de climatisation 1, comprenant trois unites bases 2, 3 et 4. Chaque unité, en particulier l'unité 2, comprend un élément ou corps en forme de botte, avec ses flancs 5,6, sa paroi frontale 7 et sa paroi supérieure 8. Les flancs 5,6 sont à peu près rectangulaires, se resserrant légèrement en bas, tandis que, dans la partie antéro-supérieure, ils présentent un ample biseautage. De la partie inférieure de la paroi avant 7, des cloisons ou ailettes 9 partent vers l'intérieur de la boîte. Ces ailettes 9 ont une largeur un peu inférieure à la profondeur des flancs et une hauteur à peu près égale à la demi-hauteur totale dudit élément. Elles sont reliées entre elles aux flancs 5, 6 par une bande 10 qui va d'un flanc à l'autre dans la partie inférieure arrière. Les ailettes 9 sont traversées par un passage 11 parcouru par le fluide primaire. Ce passage 11 est constitué par un élément tubulaire 12, qui est parallèle à la paroi antérieure 7 et est placé un peu plus haut que la bande 10. L'élément tubulaire 12 a une section qui est circulaire sur 2700 et dont l'autre partie est un angle droit dont les cotés 13, 14 sont tangents à la partie circulaire et sont respectivement parallèle et per pendiculaire à la zone inférieure 7a de la paroi antérieure 7. Les extré- mités d'entrée et de sortie du tube 12 sont filetées respectivement à gauche et à droite. AU moyen de ces filetages et de raccords tubulaires, on peut assembler plusieurs unités-bases pour obtenir des appareils ayant une capacité multiple de la capacité unitaire, et obtenir ainsi des appareils dont la capacité convient aux caractéristiques et aux nécessités des locaux dans lesquels ils seront installés. Parmi les ailettes 9, qui forment la plus grande partie de la surface utile d'échange thermique entre chaque unité et l'air ambiant, une ailette sur deux s'élève davantage vers le haut. On obtient ainsi des nersures 15 qui suivent la partie supérieure de la paroi antérieure 7 et traversent toute la largeur de l'ouverture 16 ou bouche de sortie, et toute la largeur de la paroi supérieure 8. L'ouverture de sortie 16 est limitée (fig. 1) par le bord supérieur de la paroi antérieure 7, par le bord antérieur de la paroi supérieure 8, et latéralement par les biseautages des flancs 5,6. Cette ouverture se présente donc comme une grille relativement claire, constituée par les parties correspondantes des nervures 15. Sur la face visible de la paroi antérieure 7 et sur la paroi supérieure 8, se trouvent des nervures basses 17 qui correspondent aux nervures 15. D'après ce qui précède, chaque unité a une structure monobloc. Du caractère monobloc des unités, il résulte que toutes les surfaces d'une unité participent à la surface d'échange thermique d'une façon presque proportionnelle à leurs étendues respectives. il se produit un échauffement par conduction, partant de l'élément tubulaire 12 vers les autres parties et en particulier vers les ailettes 9. Les résistances thermiques à travers lesquelles se fait cet échauffement sont faibles grâce au caractère monobloc précité et au fait que, par suite de sa structure, chaque unité peut strie réalisée par une méthode de presso-iusion d'alliages d'aluminium, qui sont de bons conducteurs de la chaleur comme on le sait. On voit facilement que la section particulière du tube 12 et la forme de la partie épaullements de 7a de la paroi 7 permettent d'éviter les /retention Si l'on emploie une étampe ayant un piston mobile relativement à la partie inférieure du groupe, partie délimitée par la zone 7a de la paroi antérieure 7, par le sommet compris entre les segments 13 et 14, par le diamètre horizontal du tube 12 et par le plan passant par la face arrière de la bande 10. Des trous filetés sont usinés dans des renflements des nervures 15. Ces trous, non visibles sur les figures, reçoivent des vis par les quelles on fixe à l'intérieur de la boite le groupe 18 de forcement de la circulation d'air. Ce groupe 18 de forcement de la circulation d'air comprend un moteur électrioue 19 dont l'arbre sort de la carcasse par ses deux extrémités. A chaque extrémité est accouplé un ventilateur 20, 21 du type à Le bord postérieur des ailettes 9 reste légèrement intérieur relativement aux bords postérieurs des flancs 5 et 6, de façon à créer une sorte de siège dans lequel se place le panneau en tôle 26, qui peut constituer la fermeture arrière de la boite 2 à laquelle il est fixé par des vis 27. Sur les panneaux 26 de fermeture arrière de chaque unité formant l'appareil 1 on prévoit dans le voisinage des flancs, des ouvertures dans lesquelles sont insérées des prises 28 pour assurer les liaisons électriques entre les unités d'un même appareil ainsi qu'entre celui-ci et un réseau d'alimentation. Si l'on considère plus spécialement la fig. 3, sur laquelle on a représenté deux prises 28 relatives aux panneaux 26 de deux unités voisines, on voit que ces prises cemprennent un petit bloc de matière isolante dans lequel sont enrobées les douilles métalliques 29, qui se terminent à l'arrière par des bornes à vis. Le petit bloc précité porte à l'avant une bride, et est percé à l'arrière d'un oeil ou fente 30, qui traverse ce petit bloc et passe entre les douilles 29. Dans cette ouverture 30, est inséré un cavalier 31 en une matière élastique, conformé en U avec des branches divergentes. Pendant l'insertion du petit bloc dans ltouverture correspondante du panneau, ces branches viennent au contact des faces adjacentes du petit bloc et, lorsque la bride du petit bloc vient toucher la surface du panneau, elles s'écar tent derrière le panneau et empêchent ainsi le petit bloc de s'échapper. D'après ce qui précède, l'insertion des petits blocs portecontacts dans les panneaux fermant les groupes à l'arrière, se fait par une simple pression sur ces petits blocs Ainsi qu'on l'a dit, les petits blocs 28 présentent des bornes à vis l'arrière, relativement aux douilles qui s'ouvrent à l'avant. On connecte à ces bornes (fig. 2) des conducteurs 32 et 33 qui réunissent électriquement les bornes correspondantes des petits blocs montés sur un même panneau. Les bornes de l'un des petits blocs d'un panneau servent également de point de départ aux conducteurs 34, 35 qui vont au moteur du forcement de la circulation d'air, logé dans la boite 2. On voit sur les fig. 2 et 3 que les petits blocs d'unités différentes qui sont mutuellement voisines par suite de la composition d'un appareil, sont reliés entre eux par des couples de fiches 36, 37, quand ils ne doivent pas recevoir les conducteurs de la ligne d'alimentation. Le fonctionnement de l'appareil de climatisation décrit cidessus en détail est très simple. Le fonctionnement des ventilateurs produit dans chaque unité une circulation d'air qui, du fait que les sections libres sont importantes, ne peut pas prendre des vitesses très élevées. Du fait que cet airsé journe pendant un temps appréciable entre les surfaces réchauffantes, il s'échauffe sensiblement. En outre, par suite de sa faible vitesse et des caractéristiques structurelles de l'appareil, il ne peut pas provoquer de sifflements ou autres bruits, qui sont toujours très désagréables. Le fait que les éléments en forme de boîte peuvent être assemblés entre eux est important, car on obtient ainsi des appareils qui ne nécessitent pas de meubles ou autres dispositifs analogues, ce qui évite les inconvénients mentionnés au début. il faut noter également que l'on dispose de possibilités d'as eemblage très larges pour obtenir des appareils ayant les puissances les plus variées. Comme on a constaté expérimentalement que les unités-bases ne possédant pas le groupe de forcement de la circulation d'air ont un bon rendement, on peut composer des appareils dans lesquels certaines unités- bases posséderont le groupe de forcement de la circulation d'air tandis que les autres en seront dépourvues. il est évident en outre que, comme dans les appareils de climatisation actuellement employés, le réglage de l'appareil de climatisation considéré ici pourra être assuré de façon très simple par un thermostat contrôlant le ou les groupes de forcement de la circulation d'air. 3ien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENI CÂTIONS 1. appareil de climatisation caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément métallique monobloc en forme de boîte (et appelé boîte) qui peut être assemblé avec des éléments identiquement conformes et qui comporte en haut et en bas des lucarnes s'étendant sur toute sa longueur et intérieurement une série d'ailettes parallèles aux flancs et ayant une hauteur à peu près égale à celle de la boîte, ces ailettes étant également solidaires d'un élément tubulaire (tube) qui stétend sur toute la largeur de la boite et constitue le passage du fluide actif, et que l'on prévoit au dessus de cea ailettes un espace vide contenant les organes de forcement de la circulation d'air. 2. Appareil de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, d'une partie au moins de ces ailettes, des nervures de faible hau- teur se prolongent vers le haut le long de la paroi antérieure et de la paroi supérieure de la boîte, et forment une grille dans la région de la bouche ou ouverture supérieure de la boite, par laquelle sort l'air re- chauffé. 3. appareil de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de forcement de la circulation d'air comprennent deux rotors à flux diamétral qui sont calés sur les deux extrémités de l'arbre d'un moteur électrique et qui, en largeur et en longueur, ont à peu près les mêmes dimensions que la section libre de la partie médiane de la boite. 4. appareil de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans chaque boite, au moins une partie de la paroi antérieure est parallèle au plan contenant les bords postérieurs des flancs, et que dans cette partie se trouve le tube précité dont la section comprend une par tie circulaire, sur 2700, le reste formant un angle droit dont les cotés sont tangents aux extrémités de cette partie circulaire et sont respectivement parallèle et perpendiculaire à la paroi antérieure, le tube étant pourvu de filetages de sens opposés à ses extrémités, pour permettre au moyen de raccords tubulaires d'assembler plusieurs boites et (ou bien) les tuyaux du fluide de réchauffage. 5. appareil de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans les panneaux de fermeture arrière des boîtes, on prévoit près des bords latéraux des ouvertures pouvant recevoir les prises dtinter- connexion électrique.