Brevet FR2338460A1 — publié le 19770812

La présente invention concerne un nouveau dispositif de récupération de chaleur dans des bâtiments et locaux divers et tout particulièrement dans des locaux d'habitation. Le dispositif de l'invention permet, par sa réalisation, de récupérer une quantité notable des calories qui sont contenues dans l'air vicié qui doit normalement être évacué du local et cela sans qu'il soit nécessaire de prendre des précautions particulières en ce qui concerne les trajets de fuite que présentent nécessairement les bâtiments et par lesquels de l'air frais at- mosphérique pénètre toujours. Il a été constaté selon l'invention qu'une quantité importante de chaleur est perdue dans les locaux, étant donné qu'ils se trouvent toujours à la pression atmosphérique du fait de llexistence des trajets de fuite et qu'il existe entre ces trajets un effet de cheminée. En effet, notamment, les joints de porte et de fenêtre permettent une admission d'air frais et une évacuation d'air chaud à la partie haute. L'air frais, qui entre, est chauffé par l'installation de chauffage habituelle, de sorte que la pression dans le local tendrait à rostre Si les trajets de fuite n'existaient pas.Cependant, cela n'est pas le cas puisque l'air s' échappe par ceux-ci notamment dans les parties hautes et il en résulte une perte très appréciable de calories. L'invention remédie à ces- inconvénients sans qu'il y ait à prendre de précautions particulières en ce qui concerne les trajets de fuite existants normalement. Conformément à l'invention, le dispositif comporte un ensemble échangeur de chaleur à double circuit, étanche l'un par rapport à l'autre, l'un des circuits de l'échangeur de chaleur étant disposé entre un orifice d'admission d'air extérieur et un orifice d'admission à l'intérieur du bâtiment, tandis que l'autre circuit est disposé entre un circuit d'extraction de l'air contenu dans le bâtiment et une buse d'échappement, ce second circuit comportant un dispositif dtaspiration entraîné par un moteur dont le fonctionnement est contrôlé par un dispositif. sensible à une différence de pression entre l'extérieur et l'intérieur du bâtiment maintenu sous légère dépression. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de lfobjet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est une coupe trarsversale schématique d'un bâtiment faisant application du dispositif de récupération de chaleur de l'invention. La fig. 2 est une coupe schématique illustrant un mode de réalisation d'un dispositif de récunération selon l'invention. Àu dessin, 1 désigne un bâtiment, par exemple un local d'habitation. Ce local est normalement chauffé au moyen d'appareils de chauffage 2 quelconques qui peuvent être constitués par des radiateurs d'une installation de chauffage central ou par tous autres moyens. Be bâtiment 1 n'est évidemment pas étanche et présente, à différents endroits, des trajets de fuite 3, par exemple au niveau des fenêtres, des portes et autres ouvertures du bâtiment Les trajets de fuite sont de façon habituelle rendus aussi faibles que possible bien qu'il ne soit pas absolument indispensable selon l'invention de veiller à les supprimer totalement puisque, ainsi qu'il ressort des explications qui suivent,ces trajets de fuite, lorsqu'ils existent, sont utilisés pour le renouvellement partial de l'air du local. Le dispositif de récupération de chaleur est désigné dans son ensemble par 4 et est, de préférence, constitué sous la forme d'un ensemble unitaire ou bloc pouvant entre monté dans l'un des murs 5 du bâtiment ou dans une ouverture quelconque que présente l'un desdits murs, par exemple une fenêtre. Il est souvent avantageux que le dispositif de récupération soit placé à la partie haute du bâtiment, car c'est généralement dans cette partie que l'air qu'il contient est porté à la plus haute températuree,mais cette condition n'est cependant pas nécessaire. Le cas échéant, le dispositif 4 peut etre disposé dans son ensemble à l'extérieur et ne communiquer avec l'intérieur du bâtiment 1 que par deux conduits, à savoir un conduit 6 pour la sortie de l'air vicié contenu dans le bâtiment et un conduit d'admission 7 d'air frais mais réchauffé. Gela est représenté à la fig. 1. Le dispositif de récupération de chaleur est commandé et piloté par un organe g détectant une différence de pression entre l'intérieur du bâtiment 1 et l'atmosphère extérieure. En effet, suivant l'invention, on fait en sorte que le dispositif 4 engendre une légère dépression à l'intérieur du bâtiment I pour provoquer le renouvellement permanent de l'air qu'il contient. Pour obtenir ce résultat, le dispositif 4 est constitué par exemple comme illustré par la fig. 2, c'est-à-dire qu'il com- porte une enveloppe 9 dans laquelle est disposé un échangeur 10 qui peut être constitué de nombreuses façons différentes, par exemple sous la forme d'un échangeur à plaques ou d'un échangeur à tubes et ailettes comme représenté, c'est-à-dire qu'il comprend des tubes Il s'étendant dans une direction et des ailettes 12 ou autres organes dissipateurs secondaires s 'étendant dans une autre direction. L'enveloppe est constituée, dans l'exemple représenté; pour que les tubes Il débouchent dans des plaques collectrices 13, 14 disposées respectivement dans une buse 15 communiquant avec le conduit ou orifice 7 d'entrée d'air frais réchauffé et avec une buse d'admission 16 ouvrant à l'extérieur. Les ailettes ou autres organes de dissipation secondaires 12 sont, par ailleurs, disposées dans un circuit 17 qui conununi- que, à une extrémité, avec le conduit ou orifice 6 de sortie dwair vicié et, à son autre extrémité, avec une buse d'évacuation 18 ouvrant à l'extérieur. Un organe d'aspiration 19 représenté sous la forme d'un ventilateur mais pouvant aussi eatre constitué par une petite turbine centrifuge est disposé dans le circuit 17 de préférence en aval de l'échangeur 10 en considérant le sens de circulation de l'air dans celui-ci et ledit organe d'aspiration 19 est entraîné par un moteurélectrique 20. le moteur électrique 20 est, par exemple, alimenté à partir d'une source de courant 21 par 1' intermédiaire d'un commutateur 22 lui-E6me commandé par un dispositif détecteur d'une différence de pression entre lfintérieur du bâtiment i et l'extérieur. Ge dispositif peut entre constitué par un diaphragme souple 24 disposé dans un bottier 25 communiquant, d'une part, avec l'extérieur par une ouverture 26 et, d'autre part, -avec l'intérieur du bâtiment 1 par une ouverture 27. Lorsqu'il n'existe pas de différence de pression entre l'ex- térieur et l'intérieur du bâtiment, le cowmutateur 22 est fermé et, par conséquent, le xoteur20 est alimentés ce qui a pour effet que l'organe d'aspiration 19 aspire de l'air vicié mais chaud à l'intérieur du bâtiment 1 et fait passer cet air par le circuit 17, donc à travers l'échangeur 10. On crée ainsi une dépression à l'intérieur du bâtiment 1 et de l'air frais est, par consequent, aspiré par la buse 16, cet air frais passant dans les tubes 11 de l'échangeur puis par la buse 15 pour être amené à l'intérieur du bâtiment On réalise, ainsi, un échange thermique entre l'air frais plus froid et l'air vicié plus chaud, de sorte qu'on récupère la majeure partie des calories de l'air vicié tout en assurant le renouvellement de l'air à l'intérieur du bâtimentqui est toujours maintenu en légère dépression réglée par un ressort 22a. L'intérieur du bâtiment 1 étant toujours en légère dépression, les trajets de fuite 3 sont sans grande importance puisqu'ils servent à l'amenée d'air frais qui est chauffé à l'intérieur du bâtiment, lesdites calories étant en grande partie récupérées ensuite dans le dispositif 4. il est avantageux ainsi que l'illustre le dessin que l'enveloppe 9 du dispositif 4 soit convenablement isolée thermiquement soit en constituant cette enveloppe à double paroi, soit en la réalisant à partir de matériaux eux-mmes isolants, par exemple des mousses de résine synthétique. L'échange thermique entre l'air vicié et l'air frais se faisant entre des fluides dont la différence de température est relativement faible, il est avantageux de constituer l'échangeur pour qu'il présente une très grande surface d'échange, notamment en ce qui concerne les ailettes 12 ou autres organes qui peuvent etre constitués par des feuilles en aluminium très minces et très rapprochées. il est peu important, par contre, que la perte de charge à travers l'échangeur soit relativement élevée car les vitesses de circulation de l'air sont le plus souvent faibles, étant donné que d'une manière générale il n'y a lieu de renouveler l'ensemble de l'air contenu dans le bâtiment 1 qu'environ une fois par heure. Cela conduit, aussi, à un moteur électrique de faible puissance dont la consommation est, par conséquent, pratiquement négligea 9 . Pour améliorer encore le rendement du dispositif, il est avantageux, ainsi que l'illustre la fig. 2, que le conduit 7, par lequel l'air frais réchauffé est amené à l'intérieur du bâtiment, communique avec une tubulure 2b présentant des ouvertures de sortie 29 disposées à distance du conduit d'aspiration 6 de l'air vicié. On évite ainsi que se crée un circuit de fuite par lequel l'air frais réchauffé serait directement réaspiré par le conduit de sortie de l'air vicié. Le dispositif décrit ci-dessus, qui permet de récupérer les calories contenues dans l'air vicié et de les réutiliser à l'intérieur du bâtiment, peut également être utilisé en période chaude pour la ventilation du bâtiment et même pour refroidir ltair qui y est admis. En effet, le circuit 17 de l'enveloppe 9 peut comporter des moyens de refroidissement de différentes natures pour refroidir 11 air admis à travers l'échangeur 11. Un moyen très simple de refroidir l'air admis consiste comme représenté à disposer en amont de l'échangeur 10 une ou des buses de pulvérisation d'eau 30, l'eau pulvérisée ayant pour effet de refroidir l'air vicié aspiré par le conduit 6 et, par conséquent, à refroidir l'air qui est ensuite admis à travers les tubes Il de l'échangeur. L'invention n'est pas limitée à Exemple de réalisation, représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. in particulier, le conduit 6 peut déboucher à la partie haute du bâtiment et le conduit 7 à sa partie basse. Des organes de chauffage peuvent aussi être disposés dans le circuit 17 en amont de l'échangeur 12. De même, l'enveloppe 9 du dispositif peut être disposée à l'inté- rieur du local et n'a plus alors à âtre isolée thermiquement car seules les buses 16 et 18 font alors saillie à l'extérieur. REVENI)ICATI0S 1 - Dispositif-de récupération de chaleur pour locaux et bâtiments divers, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble échangeur de chaleur à double circuit étanche l'un par rapport à l'autre, l'un des circuits de l'échangeur de chaleur étant disposé entre un orifice d'admission d'air extérieur et un orifice d'admission à l'intérieur du bâtiment, tandis que l'autre circuit est disposé entre un conduit d'extraction de l'air contenu dans le bâtiment et une buse d'échappement, ce second circuit comportant un dispositif d'aspiration entrainé par un moiteur dont le fonctionnement est contrôlé par un dispositif sensible à une différence de pression entre l'extérieur et l'intérieur du bâtiment maintenu sous légère dépression. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur est contenu dans une enveloppe délimitant les deux circuits. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'enveloppe est en matière isolante et est disposée ainsi que l'échangeur qu'elle contient à l'extérieur du bâtiment avec l'intérieur duquel ladite enveloppe communique seulement par une buse d'amenée d'air frais réchauffé et un conduit d'aspiration de l'air vicié. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la buse d'amenée d'air frais et le conduit d'extraction d'air vicié sont disposés à distance l'un de l'autre. 5 - Dispositif suivant l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que la buse d'amenée d'air frais réchauffé commu- nique avec l'ihtérieur du bâtiment par.l'intermédiaire d'un conduit répartiteur. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la buse d'extraction d'air vicié est disposée à un emplacement du bâtiment dans lequel l'air vicié se trouve à la plus haute température. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ensemble échangeur est du type à plaques ou à ailettes et à très grande surface d'échange. 8 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'organe sensible à la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du bâtiment est disposé à dis posé à distance de la buse d'admission d'air frais réchauffé et du conduit d'extraction de l'air vicié. 9 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le circuit de l'enveloppe par lequel passe l'air vicié comporte, supplémentairement, des moyens de chauffage ou de refroidissement disposés en amont de l'échangeur en considérant le sens de circulation de l'air dans ce circuit. 10 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les moyens de refroidissement que contient le circuit d'air vicié sont constitués par des buses de pulvérisation d'eau.