Brevet FR2389840A1 — publié le 19781201

L'invention se rapporte d'une manière générale à la climatisation des locaux à usage d'habitation, et concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif pour la microclimatisation locale et/ou temporaire d'une habitation par injection d'air rafraîchi dans l'atmosphère ambiante au voisinage immédiat d'une ou plusieurs personnes incommodees par la chaleur par temps de canicule. Il existe certes des installations intégrées complexes mais efficaces pour assurer par tout temps la climatisation de vastes locaux, par exemple l'en- semble d'un appartement ou d'une maison, un immeuble de bureaux, de grandes sur faces commerciales ou des lieux publics. Ces installations implantes à demeure et fonctionnant souvent en permanence comprennent essentiellement un groupe climatiseur, souvent dispose au travers d'une fenêtre ou autre baie, ou bien une centrale de climatisation alimentant un réseau de gaines aboutissant à des diffuseurs répartis dans les locaux, ayant pour rôle principal de chauffer ou re & froidir - selon la temperature ambiante - de l'air prélevé à I'extérieur ou éventuellement pour partie recyclé.Ces installations incluent donc nécessaire ment une machine thermique frigorigène ou un échangeur de chaleur couplé à une source froide, et accessoirement des organes annexes de conditionnement de l'air par filtration et correction éventuelle de son degré hygromètrique. Dans les regions à climat tempéré, où les périodes de chaleur excessive sont rares et de brève duree, de telles installations présentent des coûts de construction et d'exploitation prohibitifs - au moins pour ce qui concerne les locaux à usage d'habitation - par rapport aux avantages de confort à en attendre par temps de canicule. En fait, dans ces régions, les habitations sont au plus équipees d'un système combiné de chauffage et ventilation. De ce fait, pendant ces rares périodes de canicule, le seul recours contre la chaleur excessive consiste à créer localement des courants d'air, soit par ventilation naturelle, soit par mise en oeuvre de ventilateurs. Ces mesures palliatives n'ont toutefois pour effet que d'accélérer l'évaporation de la sueur sans pour autant supprimer l'impression de moiteur liée à la température ambiante et encore moins les sensations d'étouffement qu'elle entraîne. Or, il est bien etabli par l'expérience que ces impressions et sensations d'inconfort peu vent être radicalement supprimées par un abaissement très faible de la température relative de l'air introduit dans l'atmosphère ambiante par ventilation pu mis en mouvement par brassage. L'invention vise précisément à procurer de manière commode et écono- mique ces avantages de confort aussi bien psychologique que physiologique sans qu'il soit besoin d'une installation coûteuse implantez à demeure mais ne ser vant qu'en de rares occasions, mais au contraire en mettant en oeuvre un équipe- ment électroménager existant dans la quasi-totalité des foyers. A cet effet, l'invention a pour premier objet un procédé de microclimatisation locale et/ou temporaire dans une habitation, utilisable notamment lors des périodes de forte chaleur dans une région à climat tempéré, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à rafraîchir un faible débit d'air au moyen de la source froide d'un appareil réfrigérateur et/ou congélateur électroménager, qui reste normalement utilise pour la conservation de denrées, et à pulser l'air ainsi rafraîchi dans l'atmosphère ambiante à proximité immédiate de son lieu d' utilisation. De préférence, l'air est prélevé à l'extérieur de l'appareil et rafraîchi par simple échange thermique avec sa source froide, sans mélange avec -l'air restant confiné dans son enceinte étanche, ceci pour éviter le givrage. L'air rafraîchi peut être pulsé dans un conduit isolant l'acheminant jusqu'à son lieu d'utilisation et se terminant éventuellement par un éjecteur assurant sa dilution partielle dans l'atmosphère ambiante. En effet, l'appareil réfrigérateur ou congélateur est le plus souvent situé dans un local de servitude tel qu'une cuisine ou un office, alors que la microclimatisation intéresse plutot une pièce de séjour ou de repos pouvant être éloignée. L'invention a encore pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison d'une part un échangeur thermique couplé a la source froide d'un appareil réfrigérateur et/ou congélateur de manière à ne pas en perturber l'utilisation normale, et d'autre part des moyens incluant au moins un ventilateur, agen- cés pour créer un faible débit d'air dans ledit échangeur puis pulser l'air ainsi rafraîchi dans l'atmosphère ambiante à proximité immédiate de son lieu d'uti libation L'échangeur est bien entendu disposé dans un compartiment froid de 1' appareil et pourvu de moyens d'entrée et sortie d'air débouchant hors de son enceinte étanche.Selon un mode de réalisation préfére, l'échangeur est amovible et pourvu de moyens d'entree/sortie de configuration plate s'inSrant sous le joint d'étanchéité de fermeture d'une porte de l'appareil. Dans ce cas notamment, l'échangeur comprend avantageusement au moins un élément formé par l'assemblage linéaire étanche de deux tôles superposées, de manière à former un passage d'air en chicane de long développement relatif et de grande surface d'échange. Un tel échangeur peut être solidaire d'un tube restant b I'extérieur de l'appareil et dont les extrémités portent des organes de soufflage et/ou con ditionnement de l'air. Ce tube ou bien l'organe de soufflage peut entre raccordé à un conduit souple et isolant débouchant à proximité du lieu d'utilisation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront, plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un exemple de mise en oeuvre nullement limitatif illustré par les dessins annexés, sur lesquels La Figure 1 représente schématiquement une installation domestique de micro-climatisation faisant emploi d'un dispositif conforme à l'invention couplé à un réfrigérateur électroménager; Les Figures 2 et 3 montrent, respectivement en perspective et en coupe l'agencement du dispositif et son montage sur le réfrigérateur; La Figure 4 illustre un mode de réalisation du dispositif; Les Figures 5 et 6 sont des coupes du dispositif de la Figure 4 prises selon les plans V et VI respectivement; et La Figure 7 montre en coupe axiale un éjecteur de soufflage, alimenté en air rafraîchi par un dispositif selon l'invention. L'installation de micro-climatisation representee sur la Figure 1 est destinée à fournir par temps de grande chaleur et au voisinage immédiat d'une personne incommodée par la température ambiante un léger courant d'air rafraîchi de quelques degrés au plus, propre à atténuer sinon supprimer toute sensation d' inconfort.En raison de son usage intermittent et des performances volontairement limitées qui lui sont demandées, cette installation est dépourvue de source de froid qui lui soit propre et fait emploi d'un classique réfrigérateur pour la conservation de denrées, et ne comporte que des éléments amovibles simples et peu coûteux, faciles à mettre en service et à ranger, à savoir et essentiellement - un dispositif 10 monté sur un rédégérateur R situé dans un local de servitude S tel que la cuisine ou l'office d'une habitation; - un conduit 20 souple et isolant, par exemple du type utilisé pour les aspirateurs domestiques;; - un éjecteur 30 monté en bout du conduit dans une pièce T à température éle- uvée, à proximité de la zone d'utilisation U, par exemple et respectivement un salon ou une chambre et un fauteuil ou un lit de repos. Comme le montrent plus clairement les Figures 2 et 3, le dispositif 10 est constitué par un tube 11 monté horizontalement au voisinage de l'arête supé- rieure de la façade du réfrigérateur et dont les extrémités débordantes portent l'une un organe d'aspiration 12 et l'autre un organe de soufflage 13, tandis que sa portion médiane porte un échangeur de chaleur 14 dont 1' entrée 15 et la sortie 16 séparées par un bouchon 17 se présentent sous la forme de minces plaques ver ticales insérées entre le chant supérieur de l'armoire A du réfrigérateur et le joint élastique d'étanchéité J1 qui borde la face intérieure de la porte battan te 81 de fermeture du compartiment supérieur C1 du réfrigérateur R, compartiment dans lequel est généralement disposé l'évaporateur constituant la source de fri gories, et dont la température est en conséquence plus basse que celle règnant dans le compartiment inférieur C2, fermé par une porte 82 munie d'un joint JZ. il est bien entendu que cet agencement du réfrigérateur R n'a que valeur d'exemple, et que tout autre type d'appareil frigorifique pourrait être utilisé, sous réserve que la porte ou le panneau fermant son compartiment froid possède un joint péripherique permettant l'insertion étanche du dispositif 10. Un exemple de réalisation de ce dispositif 10 est montré en plus de détails sur les Figures 4 à 6. Comme déjà indiqué, un tube Il porte à ses extrémités opposées un organe d'aspiration 12, tel qu'une cartouche de filtration et/ ou déhydratation de l'air, et un organe de soufflage 13, tel qu'un ventilateur centrifuge à faibles débit et pression entraîné en rotation par un moteur électrique incorporé, du genre utilisé par exemple dans les sèchecheveux. Le tube 11 porte par ailleurs l'échangeur 14, dont l'entrée 15 et la sortie 16 débou chent dans ledit tube de part et d'autre d'un bouchon 17 l'obturant dans sa par tie médiane. L'échangeur 14 est constitué par l'assemblage de deux tôles métalli quas superposées, de contour sensiblement rectangulaire et de forme générale plane, dont les rebords adjacents au tube 11 sont coudés en équerre. La tôle supérieure est en outre localement emboutie pour former des gaufrages linéaires de profondeur constante et à fond plan, pour permettre son assemblage étanche, par exemple par soudure, à la t81e inférieure et le maintien à distance constin- te de cette dernière de ses portions non embouties, de manière à ménager des passages pour la circulation de l'air entre l'entrée 15 et la sortie 16 de 1' échangeur. dont le pourtour est fermé de manière étanche. Dans l'exemple de réalisation illustré, ces gaufrages linéaires sont disposés d'une part-suivant les trois rebords libres de l'échangeur 14, et ci autre part forment des sillons longitudinaux 18,18' et transversaux 19,19' Le sillon longiudinal 18 s'étend dans l'axe de l'échangeur depuis le bouchon 17 obturant ie tube Il jusqu'à une certaine distance de son rebord opposé audit tube; les sillons 18' sont formés dans la partie coudée de l'échangeur pour en augmenter la rigidité et permettre d'en réduire l'épaisseur, en laissant néan- moins une section de passage suffisante à son entrée 15 et sa sortie 16, répartie entre plusieurs trajets parallèles.Les smillons transversaux 19 formés au début et en bout du sillon 18 s'étendent depuis ce dernier jusqu'à une certaine distance des rebords latéraux opposés de 1 'échangeur, auxquels se raccordent les sillons 19' disposés entre les sillons 19 jusqu'à une certaine distance du sillon 18, pour ainsi former un trajet en chicanes. Avec cette configuration de l'échangeur 14 et pour un encombrement de sa partie active plane limité à environ 40 x 40 cm procurant une surface d'échange supérieure à 50 dm21 une épaisseur globale de l'ordre de 1 cm tôles comprises permet de ménager un passage en chicanes de section minimale 10 cm2 se développant sur environ 150 cm depuis l'entrée 15 jusqu'à la sortie 16, dont l'épaisseur peut être réduite à 5 mm environ tales comprises, pour correspondan 2 ce avec la section d'un tube 11 de diamètre intérieur 25 mm, soit 5 cm ou la moitié de celle du passage de l'échangeur. Un tel échangeur peut être facilement monté sur la plupart des réfrigérateurs ou congélateurs de volume habituel, sans en détériorer le joint élastique ni en compromettre l'étanchéité de fermeture, et donc sans crééer de risque de givrage ou d'altération des denrées conservées. Si le ventilateur 13 imprime à l'air circulant dans le conduit 20 une vitesse de quelques décimètres par seconde, le temps de traversée de l'échangeur 14 où la vitesse moyenne de l'air est moitié moindre est voisin de la dizaine de secondes. Compte-tenu du grand rapport surface/volume de l'échangeur et du fort écart de températures entre l'atmosphère ambiante et l'intérieur du réfrigéra teur (au moins 300C par temps chaud), le faible débit d'air traversant l'échange geur peut être rafraîchi d'au moins plusieurs degrés sans compromettre l'usage normal du réfrigérateur, qui au plus est amené à fonctionner en continu. L'air ainsi refroidi et pulsé par le dispositif 10 et arrivant en bout du conduit isolant 20 peut autre directement projeté vers la personne se trouvant dans la zone d'utilisation U, sous la forme d'un jet étroit de faible débit, mais à grande vitesse et basse température relative. Cette solution peut être efficace dans certains cas emploi, par exemple pour une personne assise devant un bureau, et dont en conséquence seuls le visage et le buste peuvent être directe- ment rafraîchis. et dont les documents ne doivent pas être dérangés. Toutefois, on sait d'expérience que par temps de canicule, un effet plus efficace de confort physiologique et psychologique est généralement procuré par un courant relativement lent mais étendu d'air à peine mains chaud que la température ambiante, ce qui d'ailleurs supprime tout risque de rhume. Pour cette raison, le conduit 20 est avantageusement couplé à un éjecteur 30 du genre montré sur la Figure 7, comprenant une buse 31 maintenue par des ailettes 32 dans l'axe du col d'un venturi 33. De la sorte, le jet d'air froid à grande vitesse issu de la buse se dilue dans le courant d'air ambiant qu'il entraîne et rafraîchit. L'éjecteur ainsi constitué peut etre porte par un socle ou piètement orientable, comme montré sur la Figure 1, pour diriger le flux d'air rafraîchi autour d'une personne par exemple assise dans un fauteuil ou allongée sur un lit, ou bien vers un groupe de personnes rassemblées par exemple autour d'une table ou devant un téléviseur. On remarquera qu'en sus des effets locaux sus-mentionnés, un dispositif de micro-climatisation selon l'invention fournit plusieurs mètres cubes d'air frais par heure pour un débit de tordre du litre par seconde. En fonctionnement continu, il peut donc rafraîchir de manière appréciable l'ambiance d'une pièce close de faible volume, telle qu'une chambre ou une cuisine. Dans ce dernier cas le conduit 20 et l'éjecteur 30 s'il existe deviennent superflus et peuvent être omis, puisque le réfrigérateur se trouve dans la pièce intéressée. Du reste, pour la climatisation de pièces de plus grand volume voire de l'ensemble d'un appartement de surface modérée, le débit de l'air fourni par le dispositif et/ou l'abaissement de sa température pourraient être largement accrus, sans épuiser la capacité de fourniture de froid de l'appareil frigorifique utilisé, notamment s'il s'agit d'un congélateur, par exemple en empilant et en couplant en série et/ou parallèle des échangeurs laminaires du genre décrit, ou bien en utilisant des dispositifs d'échange plus complexes mais plus efficaces, par exemple par barbotage de l'air dans une saumure. Par ailleurs, l'architecture du dispositif pourrait être modifiée de nombreuses manières : ainsi et par exemple, le ventilateur lj pourrait être monté en amont et combiné au filtre 12, ou inversement en aval et combiné à l'éjecteur 30 pour assurer en outre le brassage de l'air ambiant. L'échangeur pourrait être prévu d'origine dans l'appareil frigorifique et monté soit à demeure, soit de manière amovible, son raccordement à l'extérieur se faisant par des traversées normalement obturées par des bouchons isolants pratiquées dans la paroi de l'armoire, et dont l'une pourrait être équipée d'un ventilateur pourvu d'un moteur alimenté par le circuit électrique de l'appareil. C'est dire d'une maniere plus générale que l'invention n'est nullement limitée aux modes de mise en oeuvre décrits et illustrés, mais au contraire comprend tous les moyens techniquement équivalents aux organes mentionnés et repre sentés, considérés séparément ou en combinaison et entrant dans le cadre des revendications qui suivent BEVENDICATIONS 1. Procédé de microclimatisation locale et/ou temporaire dans une habitation, utilisable notamment lors des périodes de forte chaleur dans une région à climat tempéré, caractérisé en ce qu'il consiste à rafraîchir un faible débit d'air au moyen de la source froide d'un appareil réfrigérateur et/ou congélateur électroménager, qui reste normalement utilisé pour la conservation de denrées, et à pulser l'air ainsi rafraîchi dans l'atmosphère ambiante à proximité immédiate de son lieu d' utilisation. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air est prélevé à l'extérieur de l'appareil et rafraîchi par simple échange thermique avec sa source froide, sans mélange avec l'air maintenu confiné dans son enceinte étanche. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'air prélevé à l'extérieur de l'appareil est soumis à filtration eti ou déshydratation avant d'être rafraîchi. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caracté- risé en ce que l'air rafraîchi est pulsé dans un conduit l'isolant de l'atmosphère et débouchant à proximité immédiate de son lieu d'utilisation'. 5. Dispositif de microclimatisation locale etÎou temporaire dans une habitation, utilisable notamment lors des périodes de forte chaleur dans une région à climat tempéré, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison d'une part un échangeur de chaleur couplé à la source froide d'un appareil réfrigérateur et/ou congélateur électroménager de manière à ne pas en perturber l'utilisation normale pour la conservation de denrées, et des moyens incluant au moins un ventilateur agencés pour créer un faible débit d'air dans ledit échangeur puis pulser l'air ainsi rafraîchi dans l'atmosphère ambiante à proximité immédiate de son lieu d'utilisation. b. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'.échan- geur de chaleur est disposé dans un compartiment froid de l'appareil et pourvu de moyens d'entrée et sortie d'air débouchant hors deson enceinte' étanche. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ltéchan- geur est amovible et pourvu de moyens d'entréeZsortie de configuration plate s' insérant sous le joint élastique assurant l'étanchéité de fermeture d'une porte ou d'un panneau d'accès au compartiment froid de l'appareil. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'échangeur comprend au moins un élément formé par l'assemblage linéaire étanche de deux tôles superposées, de manière à former un passage d'air en chicanes de long développement relatif et de grande surface d'échange par rapport à son volume. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou la revendication 8, caracte- risé en ce que l'échangeur est solidaire d'un tube restant à l'extérieur de l' appareil et dont les extrémités portent des organes de soufflage etXou conditionnement de l'air par filtrage et/ou déhydratation partielle. ID. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'air rafraîchi issu de l'échangeur est achemine jusqu'à proximité immédiate de son lieu d'utilisation par un conduit souple et isolent, éventuellement pourvu à son débouché d'un organe de dilution de l'air rafrtchi dans l'atmosphère ambiante.