Brevet FR2399625A1 — publié le 19790302

L'invention concerne un système de construction de bâtiments climatisés. La réalisation de bttiments climatisés ayant besoin d'une importante ventilation, donne lieu à des difficultés de deux ordres : Nécessité de chauffer ou de refroidir un grand volume d'air dont les calories disparaissent avec l'extraction ; Nécessité de construire séparement la structure, les parois et les appareils fonctionnels et de coordonner leur mise en place et leur fonctionnement. La présente invention a pour but de réunir dans un seul ensemble, préfabriqué et modulaire toutes les fonctions que doit remplir un tel bfttiment clôture, pare-vent, pare-pluie, isolement thermique, récupération de chaleur, création et conservation a l'intérieur d'un micro-climat contrô- lable, par juxtaposition et combinaison d'éléments de structure ou méca- niques jouant chacun plusieurs rôles de façon à en limiter le nombre, le poids, le coat et la difficulté d'assemblage. Dans la description d'un exemple de réalisation qui va suivre, la figure 1 planche I représente le principe du circuit de récupération des calories de l'air extrait par echange, la figure 2 représente le principe de l'échangeur avec les volets pour la marche- avec (EIDER) et sans récupération. La figure 3 planche Il représente la disposition et la ma- noeuvre des volets par électr.-aimant, la figure 4 la manoeuvre par vé- rins et le dispositif spécial de commande par eau, la figure 3 représente (demi-coupe S) la coupe du circuit secondaire, la demi.coupe P étant celle du circuit primaire.La figure 6 représente la réalisation pratique de l'échangeur. La figure 7 planche III représente l'ensemble du bfttiient monté et le mode d'assemblage des éléments constituant un module. La figure 8 représente, en coupe et en élévation, le schéma de la 2aine de réchauffage de secours d'air et l'ensemble brtleur qui y est associé. La figure 9 représente le schéma de la commande des différents appareil. Le bâtiment est constitué par une nef principale òu règne un micro-climat caractérisé principalement par la température et la vitesse de l'air, et d'un ou de deux appentis servant de locaux auxiliaires ou de circulation, non climatisés. On ne décrira ici que les pièces constituant la toiture de la nef principale, les murs et les appentis pouvant être réalisés de façon classique en matériaux traditionnels. Le module, dont la largeur p constitue le pas (fig.7), se compose de deux panneaux de versant PV, r de deux caissons de sablière CS, d'un caisson de faitiere CF.Un panneau PV est constitué de la façon suivante (fig.6) : une tôle T2 pliée en forme d'onde, de préférence trapézoidale pour offrir une surface oblique aussi grande que possible, constitue la paroi d'échange entre un circuit primaire 1 par ou circule l'air extrait du bâtiment en hiver et un circuit secondaire 2.1 par ou entre l'air neuf. Deux tôles TI et T3, soudées ou rivées sur les sommets de l'onde achèvent la fermeture des volumes 1 et 2.1. Une troisième tale, ondulée de préférence, TT délimite un deuxième circuit secondaire 2.2. Une bande verticale b de chaque côté a pour fonction de rendre le panneau suffisamment rigide pour être auto-portant et porte les trous de boulons et les goujons fixes destinés à l'assemblage avec les panneaux homologues des modules voisins.L'estrémité haute est fermée par la bande BF (fig.7) munie de trous pour l'assemblage avec le caisson faitière CF et percée d'orifices OS (fig.2) mettant en communica- tion le circuit primaire 1 avec l'intérieur du caisson faitière. L'extré- mité inférieure est obturée par le renfort en équerre r muni de trous de boulons pour assemblage avec le caisson de sablière CS et d'orifices E faisant communiquer le circuit primaire I avec la partie primaire du caisson (1/2 coupe P de la figure 3 et fig.2) et d'orifices SS (1/2 coupe S fig.5 et fig.2) faisant communiquer les circuits secondaires 2.1 et 2.2 avec la partie secondaire du caisson de sablière.Dans un mode de réalisation préféré, le deuxième circuit secondaire 2.2 est obturé à sa partie inférieure (fig.2) par un volet souple CS detefle sorte qu'en l'absence d'une dépression forte, il obture la sortie. Lorsque le freinage dt & l'orifice OC1 occasionne une telle dépression, l'air adiis par l'orifice OC2 soulève le volet et le circuit 2.2 participe & son tour & BR Outre refroidi par aspersion de cette dernière par les rampes IL disposées & cet effet. Le caisson de sablière comporte (fig.5) une partie primaire CSE, détaillée dans les figures 3 et 4, dans laquelle se trouve un volet CM capable d'un mouvement de rotation autour d'un axe horizontal sous l'action d'un aeotro-aimant E & ou d'un vérin r, ce qui lui permet d'obturer l'orifice E (position dite EPE) faisant communiquer le caisson CSE avec le circuit primaire 9 comme il a été dit plus haut, ou d'obturer l'orifice K (position dite HIVER) faisant communiquer le caisson CSE directement avec l'at mosphère, au-dessus des appentis. Ce changement de position est commandé par un réseau particulier de commande RC s'il s'agit d'un électro-aimant, CA s'il s'agit d'une commande par fluide. Dans ce dernier cas, une électro-vanne de commande illustrée & la figure 4, est rappelée en position par un ressort de telle sorte que, dans le cas de manque de courant, la pression PA soit admise dans le vérin, mettant ainsi le volet dans la position ETE dans le but de permettre la ventilation par tirage naturel si l'interruption d'alimentation électrique est due à une cause accidentelle générale interdisant aussi le fonctionnement de ventilateurs. La position représentée est celle qui correspond à l'hiver. On voit que la communication est établie entre le vérin et la purge PU ce qui a pour effet de rendre le système résistant au gel en position par vidange du fluide, qui peut être constitué par conséquent par de l'eau ordinaire. Le caisson sablière comporte également une partie secondaire CSS, détaillée dans la figure 8, communiquant avec les circuits secondaires par les orifices SS et portant des ventilateurs VT à vitesse variable, capables de produire dans les circuits secondaires une dépression variable définie par les orifices OC7 et 002 (fig.2)et un courant d'air (ya iig.7) dans la nef centrale du bâtiment qui est repris par l'orifice I vers le caisson primaire. Le caisson de faitière, ou, de préférence les caissons de sablière, sont agencés de telle sorte qu'ils ménagent une gaine continue G qui les met en communication l'un avec l'autre.Cette gaine est munie d'orifices OC3. A la hauteur d'un module d'extrémité, elle supporte un sous-ensemble de réchauffage constitué de la façon suivante (fig.8) : Un brûleur BR, alimenté en gaz par une électro-vanne EVG, allumé par une électrode EL qui contrôle également la présence de la flamme, réchauffe la veine d'air mise en mouvement par un ventilateur MV. L'électro-vann , le ventilateur et l'électrode sont reliés à un circuit électronique SE commandé par un réseau de commande générale ROG qui va Titre décrit plus bas.Les canalisations reliant les vérins de commande des volets et les cibles de commande électrique sont installés en usine dans les caissons de sablière ; ils sont munis de raccords rapides ra qui permettent le rac cordement des modules entre eux, une trappe d'accès TBA permettant ce travail.Le caisson de faitièreX assemblé selon fig.7, comporte une semelle robuste percée de trous de boulons pour assemblage avec les bandes BF et un chapeau F percé d'orifices permettant la communication avec l'at oosphère. Le chapeau comporte un profil dans lequel sont glissés des pan neaux de filtre FA qui interceptent les poussières présentes dans l'air neuf entrant dans le circuit secondaire comme il est montré fig.5, et des supports pour les rampes d'arrosage RA commandées par leurs électro-vannes elles-QEmes contrtlXes par des circuits électroniques EA commandés par des sondes d'humidité SA et agencés de telle sorte qu'ils maintiennent la paroi TT jaste humide sans ruissellement, pour que la chaleur latente de vaporisation de l'eau soit empruntée en grande partie à la paroi elle-mEme. L'assemblage se fait de la façon suivante (fiv.7) : Les caissons CS sont boulonnés sous les panneaux PV, les panneaux PV sur le caisson CF. L'ensemble, constituant un module, est levé et posé sur les murs M2, préalablement construits, puis ripé contre le module précédent, enfin boulonné puis raccordé. Le réseau de commande générale (fig.8) est constitué d'un élément RCG constituant boite de commande, muni de capteurs de paramètres climatiques tels que température intérieure t1 et extérieure t2, humidité Er, placés dans les circuits primaires et secondaires (fig.5).Cette boite de commande pilote un réseau s'étendant à tout le bâtiment, en empruntant les câbles préfabriqués des modules. Sur ce réseau sont branchés, par pré-cKblage : les réseaux de commande RC des électro-vannes de commande de vérins V de clapets CM, les ventilateurs VT, la boite SE du groupe de réchauffage composé du ventilateur MV, de l'électro-vanne ENG et de leur circuit électronique SE, les circuits électroniques EA contrôlant les électro-vannes d'arrosage IL. A titre d'illustration de l'exemple précédent, on va donner un fonctionnement typique de l'invention. Les références sont données par rapport aux figures 2, 4, 5. On suppose que la température extérieure ta est inférieure à sa consigne ; le réseau de commande générale RCG a donc alimenté les électro-vannes CA, ce qui a eu pour effet de purger les vérins et donc de mettre les clapets CM en position HIVER (fig.4). La température intérieure t1 est, par hypothèse, inférieure à sa consigne. Les ventilateurs VT fonctionnent à vitesse réduite.La dépression n'étant pas suffi- sante pour soulever le clapet CS, l'air neuf emprunte, b travers le filtre FA, le circuit 2.1, ce qui le met en contact avec la paroi d'échange Ta ou il se réchauffe avant d'être admis par l'orifice SS, dans la partie secondaire CSS du caisson 05, repris par le -ventilateur VT, projeté dans le bâtiment d'ou il sortira par la sortie I, traversera la partie OSE du caisson CS, passera, par l'orifice E, dans le circuit primaire 1 ou il abandonnera ses calories, pénétrera par l'orifice OS dans le caisson faitière et sortira finalement dans latmosphère par la faitière F. Si la: température est par trop basses le Réseau de Commande Générale com- mandera la marche du brflleur BR (fig.8) qui enverra de l'air & haute température, par la gaine G et les orifices OC3, tempérer l'air admis aux ventilateurs. Si la température t2 remonte notablement, le Réseau de Commande Générale coupera l'alimentation de l'electro-vanne CA ce qui aura pour effet d'alimenter en fluide le vérin V qui mettra les clapets CM en position ETE, dégageant la sortie K. L'air chaud ne passera plus par le circuit primaire et l'air neuf ne sera plus réchauffé. Si la température t1 s'élève quand même, le Réseau de Commande Générale fera accé- lérer les ventilateurs. Le laminage produit par l'orifice OC1 incapable d'assurer le nouveau débit nécessaire, créera une dépression qui permet tra au clapet CS de s1 ouvrir. L'air neuf passera par le circuit 2.2 qui est au contact de la paroi TT refroidie par évaporation, le système d'aspersion ayant été déclanché par la hausse de température et étant régulé par la sonde SA et le circuit électronique EA comme il a été montré plus haut Bien entendu, la description qui précède n1 est nullement limitative et toute modification utile pourra y titre apportée sans sortir du cadre défini par les revendications ci-apres. REVENDICATIONS 1 - Système de construction de bâtiments ventilés par mise en surpression ou en dépression par ventilation sécanique, caractérisé par le fait que tout ou partie de l'enceinte est constitué par une supersposition de parois agencées de façon à ménager entre elles : un circuit primaire, dis- posé de telle sorte qu'il conduise, de l'intérieur vers l'extérieur l'air chaud chassé par la différence de pression, et un circuit secondaire col portant au moins une paroi d' échange de grande surface commune avec le circuit primaire, disposé de telle façon qu'il conduise à contre-courant du circuit primaire depuis l'atmosphère extérieure iusqutà l'intérieur du bâtiment l'air neuf en association avec des ventilateurs disposés de telle sorte qu'ils induisent dans l'ensemble des circuits une circulation dans le sens indiqué plus haut. 2 - Système selon revendication 1 caractérisé par le fait que le circuit primaire comporte & son entrée des clapets mobiles & deux positions agencés pour obturer, soit un orifice faisant conmuniquer l'intérieur du bati- ment avec l'atmosphère extérieure directement, soit un orifice faisant communiquer l'intérieur du bStiment avec le circuit primaire, et que le circuit secondaire se compose de deux circuits dont l'un comporte une paroi d'échange contigue au circuit primaire et l'autre une paroi d'échange associée à des rampes d'arrosage agencées de façon & la refroidir par aspersion d'eau, ce dernier circuit comportant un clapet souple disposé de façon que son propre poids l'amène dans une position telle q;;i'il en obture la sortie en l'absence d'une différence de pression suffisante, les deux circuits secondaires étant réunis du côté du débouché dans l'intérieur du bttiment et communiquant de l'autre côté avec l'atmosphère exté- rieure par des orifices calibrés distincts. 3 - Système selon revendication 2 caractérisé parle fait que des actionneurs électriques tels que des électro-aimants ou des moto-réducteurs sont associés & un réseau électrique de commande particulier pour effet tuer la manoeuvre des clapets d'une position dite ETE, caractérisée par la mise directe à l'atmosphère de l'air chaud et une position dite RIVER caractérisée par la circulation de l'air chaud dans le circuit primaire et inversement, ou que des actionneurs par fluide moteur tels que sErins pneumatiques ou hydrauliques sont associés A un réseau électrique de com -mande particulier en association avec un système de canalisation de coi- mande par fluide moteur pour effectuer la manoeuvre des clapets dune position ETE à une position HIVER et inversement. 4 - Système selon revendication 3 caractérisé par le fait que le fluide moteur est constitué par l'eau sous pression desservant le bfttiment. 5 - Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 4 caractérisé par le fait sue des capteurs de paramètres climatiques sont associés à un réseau électrique de commande générale agencé de telle sorte qu'il pilote les réseaux particuliers de commande des volets, un circuit particulier de commande de vitesse des ventilateurs et un système particulier de commande d'un système de réchauffage. 6 ~ système selon revendications 4 à 6 caractérisé par le fait que le système de canalisations de commande par fluide comporte au moins une électro-vanne agencée de façon telle que la position naturelle en cas d'absence de courant corresponde à la manoeuvre ETE et que la position HIVER corresponde à la vidange totale des vérins par la purge PU. 7 - Système selon l'une quelconque des revendications i a 6 caractérisé par le fait que l'ensemble est constitué par une série de modules accolés, un module comportant deux panneaux identiques, disposés en versants et constitués par l'ensemble des parois visées en la revendication 1, passera blées autour de la paroi commune au circuit primaire et au premier circuit secondaire, en forme d'onde, notamment trapézoidale, deux caissons de sablière agencés de façon à recevoir les panneaux de versants et copie portant les orifices et les cloisons nécessaires A la circulation de l'aiF la fixation des clapets et leurs organes de manoeuvre ; un caisson faitière agencé de telle sorte qu'il comporte les moyens d'assemblage des versants entre eux, les orifices de sortie d'air et les moyens d'étanchéité propres à empocher la pénétration de la pluie, la largeur identique de chacun de ces éléments constituant-le pas du module, compté selon l'axe du bâtiment, 8 - Système selon revendication 7 caractérisé par le fait que les éléments de versant des modules comportent, sur les côtés perpendiculaires & l'axe du bâtiment, des bandes verticales agencées de façon à rendre l'élément auto-portants percées pour des boulons et des goujons fixes de centrage et, sur les côtés parallèles & l'axe, des renforts percés de trous propres à recevoir les boulons d'assemblage des caissons qui sont munis de tous leurs accessoires et des ventilateurs, montés en atelier et raccordés par des câbles et des tubes munis à leurs extrémités de raccords propres à assurer la continuité des réseaux et que le caisson de faitière est agencé de façon à recevoir des filtres d'air interceptant la poussière sur l'en- trée des circuits secondaires et disposé de telle sorte qu'il assure la reprise des efforts de poussée des versants. 9 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé par le fait qu'un btiment présentant une partie utile ventilée constituée par un hall, flanqué d'appentis auxiliaires non ventilées1 le toit est agencé de telle sorte que la sortie d'air se situe au-dessus des toits des appentis et que les dispositifs mécaniques soient tous logés dans la toiture. 10 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 & 9 caractérisé par le fait que les ventilateurs et l'extrémité intérieure du circuit primaire sont disposés de telle sorte que le circuit d'air suit n trajet d'abord vertical de haut en bas situé dans l'axe du baptisent, puis horizontal au contact du sol du centre vers le bas des murs de long pan. 11 - Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 caractérisé parle fait que les caissons de sabliere ou les caissons faitière sont agencés de sorte à constituer dans une de leurs parties une gaine continte communicant avec l'autre partie par des orifices calibrés ou régla- bles et que cette gaine supporte un ventilateur spécial en combinaison avec un brtleur a gaz contrôlé par une électro-vanne, ces deux organes étant sous la dependance d'un système de commande et de sécurité électronique raccordé au réseau de commande générale visé en la revendication 5 en combinaison avec une électrodé rendue conductrice par la présence dela flash. 12 - Système selon revendication 2 caractérisé par le fait que des rampes d'aspersion du circuit secondaire sont associées avec au moins une électro-vanne et un système de commande comportant au moins un capteur d'hu- nudité capable de déceler la présence drun film d'eau sur la paroi arro sée.