Brevet FR2213465A1 — publié le 19740802

La présente invention concerne un dispositif de climatisation et/ou de chauffage intégrés pour locaux tels qu'habitations collectives ou individuelles, locaux professionnels, centres commerciaux etc... et plus généralement pour tout local dans lequel on voudra observer une salubrité permanente de l'air ambiant et ce, quelquten soit la température. Actuellement, on connaît des installations de climatisation par air pulsé dans lequel l'air neuf porté à une température convenable et généralement réglable selon les conditions climatiques extérieures est introduit dans le local par au moins un ventilateur de soufflage, l'air ambiant sortant librement-du local. On connatt également des installations d'extraction d'air par ventilateurs qui sont généralement prévus pour évacuer les fumées ou les mauvaises odeurs, l'air de compensation s'introduisant librement dans le local. Dans tous les cas, les calories fournies à l'air ambiant sont perdues lors de l'évacuation de cet air, d'où dépense de calories de plus en plus élevée au fur et à mesure que l'air ambiant est renouvelé pour maintenir une bonne salubrité. L'invention vise à pallier l'inconvénient précité en proposant un dispositif de climatisation et/ou de chauffage simple, très économique, adaptable aux besoins les plus divers, et permettant notamment de maintenir au sein d'un local à la fois une salubrité permanente optimale et une température ambiante désirée. A cet effet, l-e dispositif conforme à l'invention, de type comportant d'une part un circuit de ventilation par extraction au moyen d'un premier ventilateur et d'autre part un circuit de soufflage d'air au moyen d'un deuxième ventilateur ; ledit circuit de soufflage ayant un échangeur principal, est caractérisé enoe que les deux ventilateurs sont coordonnés de sorte que l'air introduitpar le circuit de soufflage soit, après circulation appropriée dans les locaux, repris par le circuit d'extraction et en ce qu'un échangeur auxiliaire disposé sur ledit circuit de soufflage et en amont dudit échangeur principal coopère avec ledit circuit d'extraction de sorte que l'air extrait cède au moins en partie ses calories à l'air neuf admis dans ledit circuit de soufflage. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'échangeur principal est alimenté par une réserve d'eau traitée électriquement et plus avantageusement en mode intermittent par asservissement à un contrôle indexé sur l'heure. Ainsi, non seulement on réalisera une économie substancielle par récupération d'une partie des calories de l'air extrait mais encore le complément en calories nécessaire pour amener l'air neuf à la température désirée est fourni à moindre frais par une reserve d'eau chauffée pendant les heures bénéficiant du tarif réduit de consommation. Selon une autre caractéristique de l'invention, et selon un premier mode de réalisation, l'échangeur auxiliaire est un échangeur direct de chaleur entre l'air extrait et l'air neuf admis dans le circuit de soufflage. En variante, cet échangeur auxiliaire comporte deux éléments échangeur de chaleur entre l'air extrait et un fluide intermédiaire, et ce fluide intermédiaire et l'air neuf admis dans le circuit de soufflage, respeetivement. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront d'ailleurs de la description détaillée qui va suivre, donnée à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel - la figure unique est un schéma d'ensemble d'une instPllation comprenant un dispositif de climatisation et/ou de chauffage selon une forme de réalisation de l'invention. En se rapportant à cétte figure, 1 désigne généralement un circuit d'extraction d'air et 2 un circuit de soufflage d'air. le circuit 1 comprend un ventilateur 3 d'extraction et le circuit 2 un ventilateur 4 de soufflage. Dans le mode de réalisation représenté, les deux ventilateurs 3 et 4 sont entraés par un même moteur 11. Les deux circuits 1 et 2sont été représentés desservant un local 5, celui-ci comprenant à cet effet d'une part une série d'ouvertures 6, 6' d'admission et d'autre part une série d'ouvertures 7, 7' d'évacuation. Entre le circuit 2 et les ouvertures 6, 6', et devant chacune de ces ouvertures est prévue une résistance chauffante 8, 8' avec prise de température associée 10, 10'. Une première alimentation en eau froide 15 communique avec l'admission 17 à la partie supérieure d'une chaudière 13 par une canalisation 18 à travers un point de bifurcation 16. Un conduit 19 relie ce point 16 à une vanne automatique 20 à trois voies asservie à une prise de température 23 sur le conduit 2 entre le ventilateur 4 et les ouvertures d'admission 6, 6'. La vanne automatique 20 est reliée par les conduits 18 et 19 à la partie supérieure de la chaudière 13 au point 17. Une boucle de circulation d'eau généralement indiquée en 26 et -comprenant un échangeur 27 de chaleur eau-air desservi par une pompe 28 est montée en dérivation sur les conduits 19 ét 25 entre les points 20 et 22. A l'entrée du conduit 2 est prévu un filtre dépoussièreur 12 et l'échangeur 27 est disposé sur le conduit 2 entre le filtre 12 et le ventilateur 4. La chaudière 13 est adaptée à être chauffée électriquement et en mode intermittent par un élément chauffant 29 asservi à une commande (non représentée) indexée sur ltheure. Une seconde alimentation en eau froide 30 communique, par l'intermédiaire d'un conduit 31 avec un premier élément échangeur 32 eau-air, cet élément 32 étant placé à la sortie du conduit d'extraction 1 après le ventilateur 3. Un élément échangeur 33 est relié à l'élément échangeur 32 air-eau par une canalisation 34. Sur une canalisation dérivée 35 entre un point 36 du conduit 31 et le second élément 33 est prévue une pompe 37 analogue à la pompe 28 de l'échangeur 27. L'ensemble des deux éléments 32 et 33 constitue un échangeur auxiliaire, l'élément 33 étant disposé sur le circuit 2 entre le filtre 12 et l'échangeur 27. Le fonctionnement en régime de chauffage de l'installation qui vient d'hêtre décrite est la suivante De l'air provenant de l'extérieur pénètre dans le circuit 2 dans le sens indiqué par la flèche F2 de la figure, puis est filtré en 12. A la sortie du filtre dépoussiéreur 12, l'air frais circule dans l'élément échangeur 33 où un débit d'eau tiède arrivant par la canalisation 35 lui cède des calories pour la porter à une première température par exemple de l'ordre de SOC. A la sortie de l'échangeur 33, l'air pénètre dans l'échangeur 27 où il ést porté à plus haute température par exemple 400C gracie aux calories cédées par l'eau circulant dans la boucle 26. La température de l'eau dans l'échangeur 27 est, bien sûr, fonction du débit d'eau chaude provenant de la chaudière 13 par le conduit 19 et du débit d'eau de retour refoulée par la pompe 28, débits dont les proportions sont commandées par la vanne automatique 20 asservie à la prise de température sur le circuit 2 en aval du ventilateur 4. L'air chaud poursuit son acheminement au-travers du circuit 2 et est pulsé de façon classique par le ventilateur 4 pour être introduit dans le local 5 par les groupes d'ouvertures 6,- 6', prévues à cet effet. Parfois, la température de l'air introduit en 6, 6' n' est pas suffisante pour faire régner dans le local 5 la température désirée. En ce cas, le système de régulation défini par les prises de températures 10, 10' adjacentes aux ouvertures 6, 6' respectivement assurent le réglage de la puissance dégagée par les éléments de chauffage d'appoint ou résistances chauffantes 8, 8'. L'air de renouvellement circule dans le local 5 et l'air ambiant est extrait par le ventilateur 3 au-travers des ouvertures 7, 7' et le circuit 1. il convient de noter ici, que les deux ventilateurs 3 et 4 sont coordonnés, et dans le cas présént entratnés par le même moteur 11, de façon que le débit d'air admis dans le local 5 soit repris après circulation dans ce dernier par le circuit d'extrac -tion 1. A la sortie du circuit 1, l'air chaud extrait cède, dans l'é- lément échangeur 32, ses calories à de l'eau froide arrivant par le conduit 34. L'eau caloporteuse circule dans la canalisation 35 pour alimenter le second élément échangeur 33 et chauffer l'air neuf arrivant en F2. L'eau provenant de l'alimentation 30 joue ainsi le rôle de fluide intermédiaire entre l'air extrait-par le circuit 1 et l'air admis dans le circuit 2. De la description qui vient d'être faite il ressort que cette installation est applicable dans tous types de locaux, même des locaux sans fenêtres ou à fenêtres fermées permettant ainsi de respecter simultanément des conditions excellentes de salubrité et une bonne isolation contre les bruits et la pollution, Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté mais englobe toute variante. Bien que l'installation qui vient d'être décrite soit partie lièrement adaptée au chauffage du local 5, on comprend aisément que par simple inversion de fonction des échangeurs 27, 32, 33, et suppression des éléments de chauffage d'appoint 8, 8' il est possible d'obtenir dans les mêmes conditions une climatisation du local 5. Par ailleurs, les éléments échangeurs 32 et 33 à fluide intermédiaire peuvent être remplacés par un seul élément échangeur airair où circulerait d'une part l'air extrait du circuit 1 et d'autre part l'air neuf admis dans le circuit 2. On peut également concevoir un seul élément condenseur-évaporateur à fonctionnement réversible. NOUVELLES RÙVDICATIONS l) Dispositif de climatisation et/ou chauffage de locaux, comportant un circuit d'extraction d'air et un circuit d'insufflation d'air, un échangeur d chaleur principal sur ledit circuit d'insufflationet un échangeur auxiliaire de chaleur entre le circuit d'extraction et le circuit d'insufflation, ledit échangeur auxiliaire etant disposé en amont dudit échangeur principal, Ca- ractérise en ce que l'un et vautre échangeurs utilisent de l'eau comme fluide de transfert en circuits fermés, le circuit de transfert de l'échaiigeur principal comportant deux parties en dérivation dont l'une est une partie de recyclage et dont l'autre comporte une réserve d'eau traitée électriquement d'une marnière intermittente sous contrôle horaire, tandis que le circuit de transfert de l'échangeur auxiliaire est un circuit à recyclage permanent. 2) Dispositif suivant la revendication i, caractérisé en ce que la proportion des débits parcourant la partie de recyclage et la partie à réserve est contrôlée par un élément sensible inséré dans le circuit d'insufflation.