Brevet FR2359379A1 — publié le 19780217

L'invention se rapporte & un procédé de chauffage d'au moins l'une des parties d'un immeuble pourvu par ailleurs d'une installation d'extraction de l'air vicie Dans un appartemant ou une maison d'habitation que l'on chauffe pour y maintenir une température minimale, il est impossible d1 éviter les fuites de chaleur vers l'extérieur et il est nécessaire d'assurer un renou- velleaent de l'air & l'intérieur des pièces habitées. Ainsi, on fait entrer de l'air extérieur, donc froid, en même temps que l'on évacue vers l'extérieur de l'air intérieur donc chaud C'est une double perte de calories bien précieuses pourtant. Les installateurs ont donc recherché un moyen de récupérer les calories de l'air chaud que l'on rejette à l'extérieur pour les transmettre à l'air extérieur que l'on introduit0 Ce système, s'il ne permet pas la suppression des moyens de chauffage fixe tels que des convecteurs électriques par exemple, permet au moins de limiter l'isolation thermique de l'appartement. Dans le cas d'un chauffage d'un immeuble comprenant plusieurs appartements, deux solutions sont connues : 1) une installation collective1 2e) un matériel individueX. Dans les ensembles immobiliers, est en effet connue une installation collective assurant au moins l'extraction de l'air vicié de chaque appartement, au moyen de tubulures raccordées à une gaine dans laquelle un ven filateur aspire l'air pour le rejeter & l'extérieur et/ou le recycler, au moins partiellement apres filtration. C'est pour y remédier et pour sim- plifier la tâche des gérants d'immeubles que, selon la seconde solution, il est connu d'équiper les appartements d'un matériel individuel de chauffage de l'air de renouvellerent. Min d'améliorer le coefficient de récupération d'énergie d'une telle installation collective ou d'un tel matériel individuel, il est connu d'élever la température de l'air de renouvellement au moyen d'un chauffage thermodynamique1 communément dénommé pompe à chaleur, dont l'évaporateur est traversé par le flux de l'air extrait qui est ainsi refroidi alors que le condenseur est traversé par le flux de l'air de renouvellement. Par application du cycle de Carnot, la quantité de chaleur ainsi fournie à l'air de renouvellement est théoriquement égale à celle prélevée sur l'air extrait et majorée de la quantité, mesurée en unité calorifique, de travail extérieur dépensé sur le fluide frigorifique parcourant l'éva- porateur et le condenseur. Dans un matériel individuel du type précité, on fompreLd donc qu'il est nécessaire de refroidir treks fortement l'air ex trait, faute de quoi on ne bénéficie pas d'un apport notable de calories à l'air ambiant et la pompe de chaleur n'assure alors qu'une part négligeable du chauffage nécessaire. A l'opposé1 si l'air extrait est ainsi fortement refroidi se présentent alors, pour le matériel, des problèmes de givrage et, pour l'air froid à évacuer, l'obligation de le rejeter dans une zone où il ne créera pas une gêne, par exemple pour des passants Ceci démontre le peu de succès rencontré par ces matériels individuele; Quant à l'application de ce système de chauffage à une installation collective, Si elle atténue la charge de chauffage, elle laisse entier le probleme de la répartition de cette charge entre les parties de l'im- meuble. En ce qui concerne l'équipement à prévoir dans chaque appartement ou local, que ce soit pour une installation collective ou pour un matériel individuel, étant donné la conception des équipements connus; si l'on veut lors de la construction réserver l'emplacement nécessaire, il faut placer tout ledit équipement des que le gros oeuvre est terminé, au risque de voir cet équipement détérioré lors du passage des autres corps de métier. Par ailleurs, cet équipement est souvent tres encombrant et très sophistiqué et donc très comateux. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un chauffage thermodynamique, d'au moins l'une des parties d'un immeuble pourvu par ailleurs d'une installation d'extraction de l'air vicié qui, malgré un investissement peu élevé et sans refroidir l'air extrait à une température susceptible d'engendrer des problèmes de givrage et/ou pour son évacuation, permet une récupération d'énergie sur l'air extrait et d'assurer une part considérable du chauffage nécessaire'. Un autre résultat de l'invention est de conduire à une répartition précise et simple des charges de chauffage d'un immeuble entre les divers locaux, tels des appartement. Est également un résultat de l'invention un équipement peu encombrant, simple, peu coûteux et conçu de manière telle que l'emplacement qui lui est nécessaire peut être réservé lors de la construction sans pour autant exposer ses éléments essentiels à une éventuelle détério- ration lors de travaux de second oeuvre. Pour cela l'invention a notamment pour objet un procédé de chauffage du type cité plus haut caractérisé en ce qu'il combine un moyen collectif d'extraction de l'air vicié à un moyen individuel de chauffage de itair à pulser dans l'appartement. Elle a également pour objet l'équipement mettant en oeuvre ce procédé. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ciaprès faite, à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexé qui représente - fig. I : un schéma montrant le procédé selon l'invention, - fig. 2 : vu schématiquement, l'équipement mettant en oeuvre ce procédé, - fig. 3 : vu en perspective éclatée, ledit équipement. Dans un appartement I on distingue généralement des pièces principales 2 où règne généralement une température de vingt degrés environ, des pièces humides 9 telles les salles d'eau, cuisines,WC où la température est en principe de l'ordre de vingt à vingt deux degrés, et des dégagements 4. Dans cet appartement, généralement dans les pièces humides 3 pour éliminer directement les vapeurs, est prévue au moins une bouche 5 d'aspiration de l'air vicié 6. Cette bouche 5 est raecordée par au moins une tubulure individuelle 7, 8 à une gaine collective 9, par exemple débouchant à l'air libre après passage au travers d'un vewtilatFd'aspiration (non représentée). Dans un appartement sont également prévus une entrée 10 d'air de renouvellement Il ainsi qu'un chauffage dont une part au moins est assurée par pulsation d'air chaud 12 au travers d'au moins une bouche 15 à laquelle bouche cet air chaud étant amené par une tubulure 14complétée, au moins par grand froid, par des moyens de chauffage d'appoint 15 tels que des convecteurs électriques. L'air chaud 12 est pulsé dans l'appartement 1 par exemple par une turbine d'un ventilateur 16. Le circuit 17 de l'air vicié à extraire est évidemment isolé, par au moins une cloison étanche 18 du circuit 19 suivi par l'air chaud 12, afin de ne pas réintroduire dans l'appartement 1 les impureté portées par l'air extrait. Dans les réalisations connues, comme exposé en tette de la présente description, les moyens, d'une part, d'extraction de l'air vicié et, d'autre part, de chauffage de l'air à pulser sont tous deux Saint individuels, soit collectifs avec les inconvénients que cela présente et qui ont été rappelés. Selon une caractéristique essentielle du procédé conforme à l'invention, on combine un moyen collectif d'extraction de l'air vicié à un moyen individuel de chauffage de l'air à pulser dans l'appartement. De cette façon, à l'avantage de l'économie de-l'extraction collective de l'air vicié, s'ajoute l'avantage d'un chauffage individuel, par exemple électrique, pour que l'énergie consommée par chaque occupant soit mesurable de façon simple et exacte, appartement par appartement, d'où une simplification de la charge du gérant de l'immeuble. L'air 20 qui alimente le circuit 19, et qui sera donc chauffé puis pulsé dans l'appartement, n'est pas constitué par l'air de renouvellement 11 lequel est prélevé -àl"extérieur car celui-ci, en période de chauffage, présente une trop grande différence de température par rapport à l'ambiance de l'appartement. En effet., Belon une autre caractéristique du procédé conforme à l'invention, cet air 20 est repris dans l'appartement lui même afin de déjà-présenter une température élevée, de l'ordre de vingt à vingt deux degrés, pour, après passage au travers du moyen de chauffage 21, pouvoir titre pulsé dans le hadt des pièces principales 2, à une température de l'ordre de trente sept degrés. Cette disposition originale est très avantageuse dans le cas où le mosan individuel de chauffage est une pompe à chaleur 22,) prélevant les calories sur l'air vicié extrait. La faible différence de température entre la source froide 29 et la sourcichaude 21 de la pompe à chaleur conduit en effet à un haut coefficient de performance. Est également une caractéristique de l'invention un chauffage thermodynamique du type ci-dessus, Q double flux d'air dans lequel le débit d'air dans chaque circuit reste. très faible et par exemple de l'ordre de deux cents mètres cubes par heure. Par ailleurs, l'alimentation du circuit 19 avec l'air ambiant 20, qui est donc de température déjà élevée, permet de pulser l'air chaud 12 à haute températuresans nécessiter, pour son chauf- fage par la pompe de chaleur, que ladite pompe ait à prélever trop de calories sur l'air extrait 6, qui de ce fait peut notre refroidi qu'à une température de l'ordre de cinq degrés au moins ce qui ne pose alors aucun problème de givrage ou pour le regret de cet air refroidi à l'extérieur. L'air ambiant 20, prélevé dans l'appartement, est aspiré, au travers d'une bouche 24, par le ventilateur 16. Pour réaliser la pompe à chaleur 22, sur ie circuit 17 d'extraction de l'air est intercalé un évaporateur 29 alors que sur le circuit 19 de i' air chauffé et pulsé est intercalé un condenseur 21. Afin depréserver ces accessoires 21, 23, l'entrée de leurscircuits respectifs reçoit un filtre 25, 26. De manière connue, l'évaporateur 23 et le condenseur sont parcourus par un fluide frigorifique, tel que le fréon, et sont reliés entre eux par des canalisations adéquates 27, 28, 29 et 30 sur les- quelles sont interposés, d'une part, un compresseur 31 et, d'autre part un détendeur 92, de préférence statique. Le principe de fonctionnement de cet équipement est classique. Le fluide frigorifique se vaporise dans l'éwaporateur 23 en absorbant une quantité de chaleur sur l'air extrait. La vapeur est alors comprimée par le compresseur 31. La liquéfaction du fluide s'effectue ensuite au condenseur?t en s'accompagsat d'un dégagement calorifique au profit de l'air qui sera pulsé dans l'appartement. Le fluide, à la pression du refoulement, se détend dans le dé- tendeur 32 pour revenir dans l'évaporateur à la pression d'aspiration, et ainsi de suite. Contrairement aux modes connus de réalisationde cet équipement, selon une earacteristique essentielle d'invention, cet équipement comprend, d'une part, une platine 33 sur laquelle sont portés tous les accessoires et notamment le condenseur 21, l'évaporateur 23, le compresseur 31, le ventilateur 16, la cloison étanche 18, et éentuellement les filtres et/ou bouches d'air et, d'autre part, un caisson 34 ouvert sur l'une de ses faces,par exemple la face intérieure 35, pour laisser entrer les accessoires portés par la platine 33 qui, quant à elle, fermera ce caisson en sty fixant par des moyens démontables 36 et 97, tels que des attaches rapides. Grâce à la disposition de tous les accessoires essentiels sur une platine rapide à associer au caisson, dès le gros oeuvre ter miné, seul le caisson est scellé à la paroi choisie, ce qui garan tit la réservation de l'emplacement nécessaire, la platine n1 étant montée qu'après passage des divers autres corps de métier réalisant le second oeuvre. De ce fait les accessoires portés par la patine restent à l'abri de toute détérioration. La face du caisson, destinée à autre plaquée sur l'une des parois du gros oeuvre, par exemple la face supérieure 38, présente des moyens pour sa fixation à cette paroi, comme par exemple des per çages S9 exécutés dans des pattes 40 pour recevoir des vis ou pattes de scellement. Les autres faces du caisson 94 présentent les dispositifs 41, 42, 43 de raccordement atubulures de sortie du caisson de liair vicié extrait, de sortie du caisson de l'air chaud,d'entrée dans le caisson de 11 air vicié extrait. La symétrie du caisson, quant augraccordements aux entrée et sortie de l'air vicié, permet l'extraction de l'air vicié à l'une ou l'autre de ses extrémités. Toutefois, selon une caractéristique de l'invention, afin d'améliorer l'étanehéité entre les deux compartiments 44, 45, dé- limités dans le caisson 34 par la cloison étanche 18, la sortie de l'air vicié et celle de l'air chauffé s'effectuent à une mEme extrémité du caisson afin de placer les deux compartiments dans des conditions analogues de pression. les avantages de ce chauffage sont nombreux: Destiné à être placé dans chaque appartement d'un immeuble col lectif, il permet la récupération de chaleur sur l'air extrait, au niveau de chaque appartement, et sa réintroduction dans le même appartement. Associé à des convecteurs il permet un comptage individuel des dépenses. Ses conditions de fonctionnement sont stables au long de l'année, la quantité de chaleur récupérée étant constante. Il permet d'influer directement sur le coefficient de déperdi tion volumique globale du local, communément dénommé G, en le ré duisant de quinze à vingt pour cent. Il permet également de réduire les consommations annuelles d'énergie de trente à cinquante pour cent suivant les zones de climat. REVENDICAXI0NS i - Procédé de chauffage d'au moins l'une des parties d'un immeuble pourvu par ailleurs d'une installation d'extraction de l'air vicié, à l'aide notamment d'un circuit d'air vicié passant par un moyen d'extraction et d'un circuit d'air pulsé dans ladite partie en passant par un moyen de chauffage, ledit procédé étant c a r a c t é r i s é en ce qu'il combine l'action d'un moyen collectif d'extraction de l'air vicié à celle d'un moyen individuel de chauffage de l'air pulsé dans la susdite partie. 2 - Procédé de chauffage selon la revendication i caractérisé en ce que le circuit d'air chaud pulsé prélève ledit air directement dans la partie d'immeuble considérée et non à l'extérieur de l'immeuble. 3 - Procédé de chauffage selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu' il constitue un chauffage thermodynamique dont la source froide est formée par l'air vicié- extrait alors que la source chaude est formée par l'air à pulser dans la partie d'immeuble. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le débit d'air dans chaque- circuit reste très faible. 5 - Procédé selon lwievendication 4 caractérisé en ce que le débit est de l'ordre de deux cents mètres cubes par heure. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que, pour y prélever les calories nécessaires l'air vicié n'est refroidi qu'à une température supérieure à zéro degré. 7 - équipement de chauffage de l'une des parties d'un immeuble pourvu par ailleurs d'une installation d'extraction de l'air vicié caractérisé en ce qu'il met en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications i à 6. 8 - équipement selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'il comprend, d'une part, une platine sur laquelle sont portés tous les accessoires essentiels, et, d'autre part, un caisson ouvert sur l'une de ses faces pour laisser entrer les dits accessoires portés par la platine qui, quant à elle, ferme le caisson en s'y fixant par des moyens démontables. 9 - Equipement selon l'une quelconque des revendications 7 et 8 comprenant deux compartiments sensiblement parallèles, l'un pour le circuit d'air vicié et l'autre pour l'air chaud à pulser, ces deux compartiments, qui sont séparés par au moins une cloison, présentant chacun à leurs extrémités opposées une entrée et une sortie pour le circuit d'air correspondant, ledit équipement étant c a r a c t é r i s é en ce que les sorties des deux compartiments sont situées à la meme extrémité de l'équipement.