Brevet FR2374595A1 — publié le 19780713

L'invention a trait à un dispositif de recirculation dynamique de l'air dans un local chauffé. On sait que dans un local, appartement ou maison chauffés, il s'établit une stratification de l'air. En effet, en s'échauffant, l'air monte dans lesdits locaux, en particulier s'ils sont équipés d'un chauffage sans ventilation dynamique constante. De ce fait, l'air du local se caractérise d'une superposition de couches d'air horizontales dont la température est croissante depuis le sol vers le plafond. L'analyse des conditions qui en résultent montre qu'il existe une différence de température relativement importante entre la température des couches d'air froides situées au niveau du sol et la température des couches d'air chaudes, voire très chaudes, emmagasinées sous le plafond. L'air desdits locaux circulant peu et mal, ces conditions tendent à s'aggraver lorsque l'on augmente ltemission de chaleur de l'appareil de chauffage. I1 en résulte plusieurs inconvénients et, en particulier un gaspillage d'énergie. En effet, au niveau du sol stagne une couche statique d'air froid alors qu'au plafond est emmagasinée une couche d'air surchauffé inutile au confort du local et dont la température excessive est souvent perdue par déperditions thermiques, soit par la toiture, soit par les greniers oupar les pièces supérieures. Par ailleurs, cette utilisation peu rationnelle du chauffage entraîne une sensation physiologique d'inconfort. En effet, la couche statique d'air froid au niveau du sol procure aux occupants la très désagréable sensation d'avoir les pieds froids alors que l'air peut déjà être surchauffé au niveau médian du local. Ce déséquilibre'de la température et du confort ambiant peut entraîner un malaise physiologique ainsi que les maladies resultant de cet état de fait tels que refroidissements, grippe et autres. Ce phénomène général se vérifie dans les locaux chauffés par les modes de chauffage les plus divers tels que chauffage central par radiateurs à eau chaude ou chauffage individuel par radiateurs électriques, à mazout, à gaz ou par toute autre source de chaleur : poêles à charbon, au bois, chauffage par le sol, le plafond, les murs et autres. Selon une application déjà connue, on a conçu un appareil constitué d'un tube vertical de section quelconque, ronde, carrée, rectangulaire ou autre, et de longueur correspondant pratiquement à la hauteur de la pièce où l'appareil doit être utilisé. Toutefois, cette longueur doit être telle que sa partie supérieure se trouve légèrement en-dessous du niveau du plafond et sa partie inférieure légèrement au-dessus du sol. Cet appareil comporte à sa partie inférieure des moyens d'aspiration tels qu'un ventilateur. Celui-ci aspire à travers ledit tube vertical l'air chaud confiné au niveau du plafond du-local et refoule cet air au niveau du sol par l'extrémité inférieure dudit tube. L'appareil, ainsi conçu, recycle l'air d'un local et, de ce fait, égalise la température de l'air en abaissant la température excessive au niveau du plafond et en élevant la température trop faible au niveau inférieur du locali Il en résulte une économie d'énergie sensible ainsi qu'une amélioration notable du confort du local dont la température est homogène. L'appareil est placé de manière apparente dans le local et repose sur le sol par des pieds ou est maintenu en place par tout autre moyen tel que suspension au plafond. Du fait que l'appareil se trouve placé de manière apparente dans le local, il en résulte de graves inconvénients et entre autres, il constitue toujours un obstacle pour la circulation dans le local où il est disposé. De plus, il présente certains dangers non négligeables. Entre autres, il risque de se renverser lorsqu'il est heurté ou accroché. Sa chute risque de blesser les enfants et les adultes et peut entraîneur la détérioration irrémédiable de l'appareil. Par ailleurs, il y a risque d'incendie du à un courtcircuit du moteur électrique entraînant le ventilateur lorsque cet appareil tombe à proximité d'une flamme nue. Ce risque est aggravé lorsqu'on utilise pour la réalisation dudit appareil des matériaux facilement inflammables tels que matières plastiques non autoextinguibles. Fréquemment, en raison de son apparence, l'appareil ne s'harmonise pas avec son environnement déterminé par le style des meubles, la décoration ou l'esthétique des locaux. Ce déséquilibre de l'harmonie constitue un frein sérieux a l'achat de l'appareil alors que le renchérissement continuel du coût de l'énergie est une donnée fondamentale orientant la politique de nombreux pays vers l'encouragement, voire l'obligation faite à leurs citoyens, de réaliser des économies d'énergie, par l'utilisation de nouvelles techniques. Pour obtenir une réelle isonomie d'énergie, il est nécessaire de prévoir un appareil par pièce ou local, ce qui entraîne non seulement un investissement onéreux mais une consommation d'énergie plus importante, en particulier une consommation de courant électrique nécessaire pour entraîner chaque ventilateur. La présente invention a pour but de fournir un dispositif permettant de pallier aux différents inconvénients cités ci-dessus. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de recirculation dynamique de l'air dans un local chauffé caractérisé en ce qu'il comporte un conduit encastrable dans un des murs du local et pourvu à son extrémité supérieure d'au moins un canal d'aspiration et à son extrémité inférieure d'au moins un canal de refoulement muni de moyens de ventilation, seuls les chants de travail de ces canaux affleurant la face interne du mur du local. L'invention sera bien comprise en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en perspective d'un mur d'un local dans lequel est encastré un dispositif de recirculation dynamique de ltair conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective du canal de refoulement - la figure 3 est une vue en élévation d'un dispositif encastré dans un mur mitoyen séparant deux locaux - la figure 4 est une vue en coupe en élévation d'un canal de refoulement à deux sorties mais pourvu d'un seul moyen de ventilation - la figure 5 est une vue en coupe en élévation du même canal de refoulement à double sortieTmais pourvu de deux moyens de ventilation ;; - la figure 6 est une vue en coupe en plan du dispositif utilisé pour la recirculation dynamique de l'air dans trois locaux - la figure 7 est une vue en coupe en plan du dispositif utilisé pour la recirculation dynamique de l'air dans quatre locaux - les figures 8 à il sont des vues en coupe en élévation de différents modes de réalisation du canal d'aspiration - les figures 12 à 15 sont des vues en coupe en élévation de différents modes de réalisation du canal de refoulement ; - la figure 16 est une vue en perspective du dispositif selon un autre mode de réalisation. On se réfère aux figures 1 et 2. On réalise dans un des murs I d'un local 2 une saignée 3. Cette saignée 3 peut être réalisée très facilement et pratiquement sans supplément de codt lors de la construction de l'immeuble. Elle peut être réalisée également à faibles frais dans tout immeuble existant. On place dans cette saignée 3 un conduit vertical 4 de section appropriée. Ce conduit 4 peut être métallique, par exemple en tôle d'acier galvanisée, soit en matière plastique. Ce conduit 4 peut également être réalisé en utilisant les matériaux de construction habituellement employés tels que fibrociment. Ce conduit 4, fixé par un moyen quelconque dans la saignée 3, peut être constitué d'une seule pièce ou peut être composé de plusieurs tronçons superposés. Ces tronçons peuvent être emboîtables les uns dans les autres. De ce fait, on obtient un conduit dont la longueur peut être adaptée à la hauteur du local 2. Le conduit 4 comporte à sa partie supérieure 5 un canal d'aspiration 6. Celui-ci peut se composer dlune aile verticale 7 s'encastrant dans l'extrémité supérieure 8 du conduit 4 et d'une aile horizontale 9 dont le chant de travail 10 vient affleurer la face interne 11 du mur 1 du local 2. Ce chant de travail 10 peut être pourvu d'une grille 12 s'emboîtant dans l'aile horizontale 9 du canal d'aspiration 6. Cette grille 12, de forme, de dessin et de matériau quelconques, s'encastre exactement dans le plan vertical de la face interne 11 du mur 1 du local 2. Le conduit 4 comporte à sa partie inférieure 13 un canal de refoulement 14 composé également d'une aile verticale 15 s'emboîtant dans l'extrémité inférieure 16 du conduit 4 et d'une aile horizontale 17 dont le chant de travail 18 vient affleurer la face interne 11 du mur 1 du local 2. Ce canal de refoulement 14 est pourvu d'un carter ou boîtier 19 lequel contient un moyen de ventilation 20. Ce moyen de ventilation 20 est composé essentiellement d'un ventilateur ou turbine 21 actionné par une force motrice 22 tel qu'un moteur électrique branché au réseau électrique de l'immeuble. Le chant de travail 18 est pourvu d'une grille 23 identique à la grille 12 du canal d'aspiration 6. Cette grille 23 vient affleurer la face interne 11 du mur 1 du local 2. Ainsi, dans le local considéré 2, seules les grilles 12 et 23 sont visibles, ce qui correspond parfaitement à la vocation de ce dispositif qui ne doit pas être un accessoire apparent, gênant, et qu'on peut enlever parce qu'on se lasse de sa présence indésirable, mais au contraire, une caractéristique de base, permanente, invisible et durable, de l'installation de chauffage, dont il améliore grandement l'efficacité. En effet, à consommation égale d'énergie, l'utilisation de ce dispositif de recirculation d'air élève la température de l'air au niveau réellement habité. Par corollaire, pour obtenir une température ambiante agréable au niveau réellement utilisé par les habitants du local, l'utilisation de cet appareil de recirculation d'air permet d'obtenir cette température avec une économie d'énergie très appréciable. De plus, la conception décrite ci-dessus permet d'obtenir un fonctionnement silencieux, ce qui n' est pas le cas pour un appareil placé dans un local, cet avantage étant également important pour un dispositif fonctionnant jour et nuit durant plusieurs mois par an, utilisé particulièrement dans une chambre à coucher. Dans pratiquement chaque immeuble tels que maisons individuelles, appartements, bureaux et autres, certains murs 24 sont mitoyens et séparent deux locaux 25 et 26 situés au même niveau (voir figure 3). On pratique dans ce mur 24 une saignée 27 dans laquelle est placé le conduit 4. On coiffe ce conduit 4 d'un canal d'aspiration 28 ayant la forme d'un T dont 11 une des ailes 29 est solidaire de l'extrémité 8 du conduit 4 et les deux autres ailes 30 et 31 débouchent dans les locaux 25 et 26. Bien entendu, le chant de travail 10 de chaque aile 30 et 31 affleure la face interne 32,-33 du mur 24 et il est pourvu d'une grille 34, 35. De même, le conduit 4 comporte à sa partie inférieure 13 un canal de refoulement 36 ayant également la forme d'un TÉdont l'aile 37 est solidaire du conduit 4 et les deux autres ailes 38, 39 débouchent dans les locaux 25 et 26. Le chant de travail 18 de chaque aile 38, 39 affleure la face interne 32, 33 du mur 24 et il est pourvu d'une grille 40, 41. Dans cette application, on peut incorporer, auniveau des entrées d'air 42, 43 et des sorties d'air 44, 45 des volets obturateurs 46, 47, 48, 49 à commande mécanique permettant de selectionner les entrées et les- sorties d'air souhaitées. Ce moyen permet en-particulier de fermer l'entree et la sortie d'air d'une pièce non chauffée. Ces volets--obturateurs 46 a- 49 peuvent également être règlables å plusieurs positions, ceci permettant de doser la quantité d'air que l'on souhaite recycler dans chacune des deux pièces et, ceci dans le cas de deux pièces dans lesquelles on souhaite avoir des températures différentes ou dans le cas de deux pièces de volumes différents. De ce fait, on peut également récupérer une grande partie de la chaleur d'une pièce que l'on vient de chauffer et que I'on--n'utilise plus, en fermant le volet de sortie d'air inférieur -- et en laissant ouvert le volet d'entrée d'air supérieur de cette piece. Selon un mode de réalisation, représenté par la figure 4, le canal de refoulement a double sortie 36 comporte un seul carter ou boîtier 50 pourvu d'un moyen de ventilation 51. Selon un autre mode de réalisation, représenté par la figure 5, le canal de refoulement à double sortie 36 comporte deux carters ou boîtiers 52, 53 pourvus chacun d'un moyen de ventilation 54, 55. Bien entendu, l'appligation du dispositif, conforme à l'invention, peut également être étendu saune recirculation dynamique de l'air dans trois 56, 57, 58 ou quatre locaux-59, 6b, 61, 62. il suffit ae pourvoir le conduit central 63, 64 de trois 65, 66, 67 ou quatre entrées d'air 68, 69, 70, 71 respectivement de trois ou quatre sorties d'air. Chaque ouverture peut comporter une grille pourvue d'un volet obturateur 46, 47, 48, 49 (voir figures 6 et 7). On se réfère aux figures 8 à 11. Dans ces figures, le canal d'aspiration 72, -73, 74, 75 comporte soit une aile horizontale télescopique 76, soit deux 77, 78, trois 79, 80, 81 ou quatre ailes horizontales télescopiques 82, 83, 84, 85. De même, comme visible dans les figures 12 à 15, le canal de refoulement 86, 87, 88, 89 comporte soit une aile horizontale télescopique 90, soit deux 91, 92, trois 93, 94, 95 ou quatre ailes horizontales télescopiques 96, 97, 98, 99. De ce fait, on peut ajuster très-- exactement la position des chants de travail 10 de sorte qu'ils viennent affleurer la face interne du mur. Selon une variante, le canal d'aspiration et le canal de refoulement sont des éléments identiques. il suffit de prévoir dans chaque canal des moyens de fixation du carter ou boîtier 19 renfermant le moyen de ventilation 20. Les exemples décrits ci-dessus ne sont nullement limitatifs et exposent un type de réalisation possible, qui présente l'avantage d'une standardisation industrielle, puisque, d'une part, dans tous les cas, le conduit vertical peut être réalisé dans un seul module de section standard, en tronçons emboîtables selon la hauteur du local, l'un des tronçons pouvant être découpé facilement pour avoir la hauteur exacte nécessaire et, d'autre part, sur ce conduit vertical s'emboîtent en haut un canal d'aspiration à un ou plusieurs entrées d'air et en bas un canal de refoulement à une ou plusieurs sorties d'air. Selon un autre mode de réalisation, on peut remplacer le conduit 4 ainsi que les canaux d'aspiration et de refoulement en prévoyant dans le mur même un canal débouchant transversalement en haut et en bas dans le local par l'intermédiaire d'orifices. Les orifices sont pourvus de grilles. Il suffit de prévoir dans la partie inférieure du canal un emplacement suffisant pour loger le carter ou boîtier 20 renfermant le moyen de ventilation. Selon un autre mode de réalisation représenté par la figure 16 le -conduit 4 , fermé à ses deux extrémités 100 et 101, comporte sur sa face avant 1 Selon un autre mode de réalisation, le moyen de ventilation peut être disposé- à la partie supérieure du conduit 4, ce qui permet de diminuer encore le niveau sonore perceptible par les occupants du local. Selon un autre mode de réalisation, on incorpore dans le canal de refou- lement un thermostat. Ce thermostat peut être règlé en fonction de la température exacte qui est souhaitée au niveau du sol, qui est, comme on l'a vu, une zone importante pour la détermination du confort ambiant, et qui se trouve mal chauffée par les systèmes traditionnels ne comportant pas de recirculation de l'air du local. Ce thermostat est relié à l'appareil de chauffage du local, qu'il asservit (chaudière, radiateur individuel, etc....) et permet donc de commander automatiquement et avec le maximum de précision et d'économie l'émission calorifique de cet appareil de chauffage. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments, sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention. Revendications 1o) Dispositif de recirculation dynamique de l'air dans un local chauffé caractérisé en ce qu il comporte un conduit encastrable dans un des murs du local et pourvu à son extrémité supérieure d-'au moins un canal d'aspiration et à son extrémité inférieure d'au moins un canal de refoulement muni de moyens de ventilation, seuls les chants de travail de ces canaux affleurant la face interne du mur du local. 20) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le canal d'aspiration comporté une aile verticale solidaire de l'extrémité supérieure du conduit et au moins une aile horizontale par local traité. 3 ) Dispositif selon la revendication 1 caractérise en ce que le canal de refoulement comporte une aile verticale solidaire de l'extrémité inférieure du conduit et au moins une aile horizontale par-local traite. 4 ) Dispositif selon la revendication -I-- caractérisé en ce que chaque aile du canal d'aspiration et chaque aile du canal de refoulement comportent une grille s'emboîtant dans l'aile correspondante et affleurant le plan vertical de la face interne du mur du local. 5 ) Dispositif selon les revendications 1 et 4 caractérisé en ce que chaque grille comporte un volet obturateur à commande mécanique permettant de sélectionner les entrées et les-sorties d'air souhaitées. 60) Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que le canal de refoulement comporte au moins un-moyen de ventilation composé essentiellement d'un ventilateur. ou turbine actionné par une force motrice tel qu'un moteur électrique. -70) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les ailes horizontales du canal d'aspiration sont des ailes télescopiques pour ajuster très exactement la position des chants de travail de sorte qu'ils viennent affleurer la face interne du mur. 8 ) Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que les ailes horizontales du canal de refoulement sont des ailes télescopiques pour ajuster très exactement la position des chants de travail de sorte qu'ils viennent affleurer la face interne du mur. 9 ) Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que le canal de refoulement comporte un thermostat sollicitant l'appareil de chauffage du local. 100) Dispositif selon la revendication 1. caractérisé en ce que le canal d'aspiration comporte les moyens de ventilation.