Brevet FR2337296A1 — publié le 19770729

L'invention concerne un dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air ainsi que les caissons et appareils munis dudit dispositif. Il est généralement connu dans le cìaUìage, la climatisation, la ventilation, la réfrigération, le séchage, etc.. d'inverser le cycle des générateurs ou appareils producteurs d'un débit d'air, en fonction de llutilisation souhaitée. Toutefois, toute inversion de cycle des appareils en ques tion, entratne nécessairement une modification des gaines de soufflage et de reprise ou des canalisations du fluide primaire assurant le chauffage ou la réfrigération, ce qui, évidemment constitue das inconvénients notables pour la fiabilité des appareils et installations de rendement, de facilité d'utilisation. Par ailleurs, chaque fois où une installation fait appel à un réseau de gaines d'extraction, d'air neuf de recyclage, de mélange, de soufflage ou autre, les gaines Jusqu'ici utilisées doivent nécessairement Qtre équipées d'un volet de réglage, de manière à pouvoir assurer le r8le qui leur est dévolu en fonction de besoins très précis. De tels réseaux de gaines comportent d'une façon obligatoire, des tés et dérivations nécessaires à la distribution souhaitée, en fonction de l'installation elre-même. Ces caractéristiques connues, bien que satisfaisantés, entratnent une augmentation importante du cotit de chaque installation par la multiplicité des réseaux de gaines, la mise en place de dérivation et by-pass et de ce fait, des pertes de temps considérables grèvant considérablement les-frais d'exploitation des entreprises d'exécution, Enfin la multiplication des réseaux de gaine amène par le volume de celles-ci un déséquilibre d'esthétique, le plus souvent impossible à dissimuler, ce qui peut rev8tir une grande importance dans tous les cas où l'utilisateur ne dispose pas d'un volume de passage suffisamment important. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et permet d'obtenir une simplification très importante dans l'installation et l'équipement des appareils et des réseaux de gaines classiques, en évitant les tés, dérivations de départ et en réduisant par ailleurs considérablement le nombre des gaines mises en oeuvre. De plus, suivant les possibilités décrites cidessus et certaines variantes de l'invention, on peut transformer à peu de frais un climatiseur de type connu en pompe à chaleur, d'un fonctionnement snr d'exploitation et présentant des conditions le rantabilité très intéressantes, on peut aussi adapter ce dispositif sur des appareils en cours de fabrication. l'invention concerne à cet effet un dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un élément central unique, formant double gaine, muni de sorties, d'un volet de réglage commandé sur son axe, de deux entrées défonçables disposées face à face par rapport à l'axe du volet et de deux ventilateurs montés sur lesdites entrées. L'invention est représentée à titre d'exemples non limitatifs sur les dessins en annexes, dans lesquels - la figure 1 représente une variante courbe d'exécution de ltélément central unique, - la figure 2 représente l'élément central muni de deux ventilateurs diamétralement opposés, - la figure 3 représente une variante d'exécution dans laquelle l'élément central est réalisé de façon linéaire, - la figure 4 représente une variante d'exécution dans laquelle l'élément central est réalisé de façon angulaire, - la figure 5 représente une autre variante d'exécution à l'aide de deux gaines superposées Suivant une première caractéristique de l'invention, ainsi que représentée figures 1 et ?, le dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air 1 formant double gaine est muni de deux sorties 2, d'un volet de réglage 3 commandé sur son axe 4, de deux entrées défonçables 5 disposées face à face par rapport à l'axe du volet et de deux ventilateurs 6 et 6', montés ou reliés à ces entrées par un tronçon de gaines de liaison. Ce dispositif permet à moindre frais, de transformer un climatiseur traditionnel, en pompe à chaleur, en le plaçant soit directement à l'intérieur de l'appareil lui-mEme, soit à l'extérieur, dans un caisson, à la sortie des différentes gaines de soufflage et de reprise; ce qui permet en outre dans ce cas, de regrouper le départ de toutes les gaines dans un seul caisson. le dispositif d'inversion conforme à l'invention, comporte deux ventilateurs 6 et 6', disposés de façon diamétralement opposée, montés ou reliés par un tronçon de gaine sur les entrées 5 prévues à cet effet, de l'élément unique. Suivant l'utilisation souhaitée, le montage des ventilateurs 6 et 6' pourra s'effectuer directement sur ces entrées 5 ou indirectement à l'aide de gaines appropriées. Afin de permettre l'inversion, le mélange ou le dosage des débits d'air provenant des ventilateurs 6 et 6' diamétralement opposés, un volet de réglage 3 est monté sur un axe 4 placé dans 1' élément central unique I, perpendiculairement au sens de soufflage des ventilateurs 6 et 6', de manière à pouvoir par rotation, obturer la surface totale ou partielle de l'élément central unique 1 suivant un tracé partant d'un des côtés du premier ventilateur de soufflage pour aboutir en diagonale à l'un des c8tés opposés du deuxième ventilateur de soufflage. Le volet 3 est disposé de manière à partager en deux parties égales l'élément central unique I et est réalisé à partir d'un ou plusieurs éléments dont la surface totale est égale à la section de la gaine. Lorsque le volet 3 est réalisé par un seul élément, la commande de ce volet s'effectue par rotation de celui-ci autour de son axe 4 à l'aide de moyens manuels ou motorisés. On pourra, sans sortir du cadre de l'invention et suivant les besoins, utiliser un volet 3 composite, dont l'ensemble des éléments correspond à la surface totale de la gaine. Dans cette variante, la commande manuelle ou motorisée peut s'effectuer à partir d'un ou plusieurs axes 4, réalisés de manière à permettre une rotation superposée intégrale ou partielle de chaque élément composite du volet 3. La commande manuelle ou motorisée du volet 3 de réglage, permet d'obtenir, suivant les besoins, soit une ouverture brutale, soit une ouverture progressive qui permet alors d'éviter les chocs thermiques. Dans une application relative au séchage en général ou chauffage de locaux d'élevage où il est spécialement préconisé d'éviter tout choc thermique, quton obtient nécessairement dans les dispositifs connus, le dispositif d'inversion conforme à l'invention permet une ouverture progressive et un dosage précis des débits d'air, en laissant la izossibilité de rester en position de travail intermédiaire du volet, avec un dosage par exemple, moitié chaud et moitié froid et permettre ainsi une régulation précise sur le plan thermique et taux d'humiditié. La section du volet de réglage 3 présente un profil droit, sinusoidal, angulaire ou un profil résultant d'une combinaison de ces diverses sections entre elles, mis en oeuvre de manière à éviter toute perte de charge de l'air soufflé. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représenté figure 3, l'élément central unique 1 du dispositif d'inversion, est réalisé de façon linéaire, tel que dans une gaine classique, de manière à comporter deux sorties opposées 7. Dans cette variante de réalisation, les ventilateurs 6, 6' sont disposés directement ou indirectement face à face, de chaque côté de la gaine et du volet. Ce volet de réglage 3 étant lui-meme disposé parpendiculairement à l'axe de soufflage des dits ventilateurs 6 et 6'. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représenté figure 4, l'élément central unique 1 dti dispositif d'inversion est réalisé de façon angulaire, de manière à s'inscrire suivant les besoins, dans des angles compris entre O et 1790 et comporte deux sorties 8. les ventilateurs 6 et 6', comme dans la variante de réalisation, précédemment décrite, sont disposés directement ou indirectement face à face, de chaque câté de la gaine et du volet, ce volet de réglage 3 étant toujours disposé comte ci-dessus décrit. Ces variantes de réalisation de l'élément central unique 1 du dispositif d'inversion, permettent de transformer, grâce à I'adjonction du volet de réglage 3 une simple gaine en double gaine, et, suivant les besoins, d'utiliser un élément central linéaire ou angulaire. lorsque l'élément central 1 est réalisé de façon angulaire, par exemple coudé en angle droit ou à 1800, il présente l'avantage complémentaire de pouvoir, suivant les difficultés d'installation, être placé dans le sens qui convient le mieux à la configuration des lieux. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représenté figure 1, l'élément central unique 1 du dispositif d'inversion comporte en son milieu une séparation intérieure 9 interrompue, partageant le volume de la gaine en deux parties égales, cette séparation libère en sa partie arrière 10 une surface de passage égale à la sortie de l'une des parties de la gaine. La surface fermée 10 de 1 élément central unique opposée à ses sorties juxtaposées 2 est réalisée de manière à être dépourvue de toute surface angulaire d'arrêt des débits d'air et présente de préférence, une section arrondie ou courbe 11, obtenue directement par façonnage ou encore par pose de déflecteurs. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représenté figure 5, le dispositif d'inversion 1 ou de mélange de débits d'air comporte deux corps de gaine superposés 12 et 13, chacune est équipée d'un volet d'inversion 14 et 15, solidaire d'un meme axe de commande ou de commandes séparées de chaque coté de celui-ci. La gaine supérieure 12 est munie de part et d'autre du volet, de façon diamétralement opposée, de deux ventilateurs 6, 6' alors que la gaine inférieure 13 comporte sous les entrées de ventilateur de la gaine supérieure' des ouvertures latérales de raccordement 16 et 17. Les ouvertures inférieures 16 et 17 permettront avantageusement, le raccordement d'échangeurs chaud 18 et froid 19, présentant de multiples avantages de fonctionnement, notamment dans l'équipement de pompes à chaleur. Suivant les besoins, on pourra faire varier la position du volet supérieur 14 par rapport au volet inférieur 15 ou vice-versa. Ces deux volets étant fixés sur le même arbre, de façon à s'adapter à de nouveaux besoins ou de nouvelles utilisations. A titre d'exemple,non limitatif, il est donné ci-après un exemple de fonctionnement du dispositif d'inversion conforme à l'invention, muni de deux gaines superposées 12 et 13 et d'échangeurs chaud 18 et froid 19. 1 - Fonctionnement hiver L'air extrait qui comporte une certaine quantité de calories pénètre dans la gaine 13 par l'ouverture 20, le volet étant ouvert vers l'échangeur froid 19, qui peut dtre un évaporateur, qu'il traverse, aspiré par le ventilateur 6 qui le rejette dans la gaine 12 sortie 21 ou 23 si, pour des raisons de commodité de distribution, celà s'avère nécessaire vers l'extérieur. L'air neuf ou l'air de recyclage pénètre par la gaine 13 ouverture 22, le volet étant ouvert vers l'échangeur chaud 18, qui peut être un condenseur, qu'il traverse aspiré par le ventilateur 6' pour & re rejeté dans la gaine 12 sortie 23 vers l'utilisation de locaux, chauffage, séchage, etc... 20 - Fonctionnement été Les volets étant préalablement inversés, 1'air extrait pénètre dans la gaine 13 ouverture 20, est aspiré par le ventilateur 6' à travers l'échangeur chaud 18 qui peut autre un condenseur pour Autre rejeté ensuite par la gaine 12 sortie 21 avec soufflage vers l'extérieur. L'air neuf pénètre par l'ouverture 22 de la gaine 13, est ensuite aspiré par le ventilateur 6 à travers l'échangeur froid 19 qui peut être un évaporateur pour êre rejeté dans la gaine 12 vers la sortie 23 pour l'utilisation locale, climatisation, refroidissement, déshumidification etc... Dans ces variantes d'utilisation Hiver/Eté, on peut placer les volets 14 et 15 en position intermédiaire, de façon à obtenir un mélange d'air chaud/air froid et régler la température et le degré d'hygrométrie de l'air en fonction des besoins, ce qui est facilité par le fait que les deux volets sont commandés par le m & e axe qui peut être lui-meme actionné soit manuellement, soit automatiquement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ainsi que représenté aux figures 3, 4 et 5, le dispositif d'nversion ou de mélange des débits d'air à élément central unique ou multiple superposé, équipé d'un ou de deux volets superposés dans chaque gaine et de deux ventilateurs diamétralement opposés est disposé dans un caisson 24. Ce caisson 24 peut être cubique, parallélipédique, sphérique ou autre, il est muni de sorties et de surfaces de raccordement 25. le dispositif d'inversion ou de mélange de débts d'air, combiné à de tels caissons, permet d'une part des utilisations des plus variées en fonction de la configuration des lieux et d'autre part, d'équiper d'une façon très économique, rapide,. store et efficace tous appareils connus tels que climatiseurs, appar de séchage, générateurs air-chaud, de déshumidification, pompes à chaleur ou autre, en améliorant considérablement les coeffIcients de rendement de-s dits appareils et en simplifiant au maximum les réseaux de gaine de soufflage et de reprise. Bien entendu et sans sortir du cadre de l'invention, on pourra utiliser si besoin est, le dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air sans caisson, en prise directe ou indirecte sur les appareils à équiper. l'invention s'applique en général au chauffage, la ventilation, la climatisation, la réfrigération, le séchage, la déshumidification. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres variantes de réalisation sans pour celà sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un élément central unique (1) formant double gaine, muni de sorties (2), d'un volet tie réglage (3) commandé sur son axe (4), de deux entrées défonçables (5-) disposés face à face par rapport à l'axe du volet et de deux ventilateurs opposés (6 et 6') montés sur les dites entrées. 2.- Dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les ventilateurs (6 et 6') sont disposés de façon diamétralement opposés, directe;ert ou indirectement sur les entrées (5). 3.- Dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un volet (3) actionné autour d'un axe de commande (4), de façon médiane, égale distance des deux ouvertures, placé horizontalement ou verticalement entre les deux entrées (5) , de façon à partager en deux parties égales l'élément central unique (1). 4.- Dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le volet (3) est réalisé à partir de deux ou plusieurs éléments dont la surface totale est égale ou supérieure selon le profil à la section de la gaine, chaque élément étant commandé, ensemble ou séparément à partir d'un mEme axe (4) de rlanière à pouvoir accomplir une rotation superposée, intégrale ou partielle de chaque lément, la section du volet de réglage (3) présente un profil droit, sinusoldal, angulaire ou un profil résultant d'une combinaison de ces diverses sections entre elles. 5.- DislJositif d'inversion ou de mélange de débits d'air conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément central unique (1), muni d'un volet de réglage (3) est réalisé de façon linéaire, de manière à présenter deux sorties opposées (7). 6.- Dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air, corQorr'e à l'une qconque des revendications 1 à 5, caractérisé 0.1 ce que l'élément unique (1), muni d'un volet de réglage (3) est réalisé de façon angulaire, de manière à spins crire entre O et 1790 et comporte deux sorties (8). 7.- Dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément centralunique (1) comporte en son milieu une séparation intérieure, interrompue (9) partageant le volume de la gaine en deux parties égales, la séparation libère en sa partie arrière (10) une surface de passage égale à la surface de sortie de l'une des parties-de la gaine.La surface fermée (10) de l'élément central unique, opposée à ses sorties juxtaposées (2), est réalisée de-manière à btre dépourvue de toute surface angulaire et présente de préférence, une section arrondie ou courbe (113, obtenue directement par façonnage ou ar pose de déflecteurs. 8.- Dispositif d'inversion ou de mélange de-débits d'air conforme à ltune quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte deux corps de gaine superposés (12 et 13), chacune étant équipée d'un volet d'inversion (14 et 15), solidaire d'un meme axe de commande ou de commandes séparées de chaque côté de celui-ci. La gaine supérieure (12) est munie de part et d1autre du volet (14;, de façon diamétralement opposée, de deux ventilateurs (6 et 6t) alors que la gaine inférieure (13) comporte sous les ventilateurs (6 et 6') des ouvertures latérales (16 et 17) de raccordement. 9.- Dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément central unique ou multiple superposé, équipé d'un volet ol de deux volets superposés, dans chaque gaine et de deux ventilateurs diamétralement opposés, est disposé dans un caisson (24) cubique, parallélipédique, sphérique ou autre, muni de sorties et de surfaces-de raccordement (25). 10. Appareils de chauffage, de ventilation, de climatisation, de réfrigération, de deshumidification, équipés d'un dispositif d'inversion ou de mélange de débits d'air conformes à l'une quenconqu6 des revendications de 1 à 9.