Brevet FR2417726A1 — publié le 19790914

La présente invention concerne le chauffage ou la climatisation d'un immeuble et, plus particulièrement, un dispositif échangeur thermique qui s'adapte à un immeuble existant aussi bien qu'à une construction neuve. Elle a pour but d' assurer un chauffage ou une climatisation intérieure grâce à l'échange thermique entre un générateur de chaleur ou de froid et l'immeuble,en se servant des parois opaques comme éléments rayonnants. Par parois opaques on entend d'abord les murs, mais aussi les plafonds et planchers, à & l'exclusion des portes et des fenêtres. I1 a déjà été envisagé d'utiliser des canaux ou des alvéoles à l'intérieur des murs pour l'écoulement d'un fluide caloporteur, mais celà nécessite que les murs aient été conçus spécialement pour cet usage, ce qui est onéreux, et ne s'applique pas aux ivEeubles existants. De plus une isolation thermique extérieure reste né- cessaire. Le dispositif échangeur thermique selon l'invention ne présente pas ces incon vents et ne nécessite pas d'alvéoles à l'intérieur des murs. Il est caractérisé en ce qu'il comporte s - Des parois isolantes rapportées sur les faces extérieures des murs de l'im- meuble è une distance ménageant un espace intermédiaire ;; - Des moyens de fixation des parois isolantes et des cloisons divisant cet es- pace inter Xdiaize en un réseau d'alvéoles communicantes entre elles, ce réseau comportant an noinnun orifice de sortie , et - un générateur de fluide caloporteurgazeux raccordé au moins à orifice d'entrée de manière que ce fluide se propage dans les alvéoles. Le fluide caloporteur peut être par exemple de l'air chaud ou de l'air froid suivant que l'on veut réchauffer ou refroidir l'intérieur de l'immeuble. Le fluide échange des calories avec les murs existants de l'immeuble. Les murs se comportent alors canne des éléments rayonnants. L'isolation thermique globale de l'immeuble est par par les parois isolantes rapportées sur les murs extérieurs. Ces murs maintenus à une température sensiblement constante gracie B la circulation du fluide sont soumis à des contraintes thermiques considérablement réduites. De plus ils canstituent une réserve de calories très importante en rapport avec leur masse.Le cotit d'une installation de chauffage ou de climatisation suivant l'invention est à peine supérieur au cotit d'une isolation thermique seule. Enfin, dans le cas d'un chauffage, la chaleur étant transmise non plus de l'intérieur vers l'extérieur, mais au contraire de l'extérieur des murs vers l'intérieur, il en résulte une sensation de confort due aux rayonnements des parois chaudes, ce qui autorise une diminution sensible de la température ambiante et ainsi une réduction des frais de chauffage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront dans la description qui suit, illustrée par les figures qui représentent : La figure 1, une vue éclatée en perspective d'un dispositif échangeur selon l'invention rapporté sur un élément de mur d'un immeuble ; La figure 2, une vue schématique d'un immeuble équipé d'une installation de chauffage comportant un échangeur selon l'invention ; et la figure 3, une vue en coupe de la figure 1. La figure 1 représente un dispositif échangeur thermique associé à un mur d'un bâtiment. Le mur 1 reçoit le dispositif d'échange thermique sur sa face extérieure. Le dispositif échangeur comporte des parois isolantes 2 rapportées sur la face extérieure du mur 1 à l'aide de moyens de fixation 3 qui maintiennent un espace in termiédiaire 4 de quelques centimètres d'épaisseur entre le mur 1 et les parois 2. Ces moyens de fixation en outre divisent espace intermédiaire 4 en alvéoles cos- municantes entre elles, dans lesquelles un fluide caloporir, tel de l'air, peut circuler. Les moyens de fixation 3 sont constitués par exemple par des tasseaux horizontaux, tel 8, et des tasseaux verticaux en bois 5,6,7, dont leflongueuro sont inférieures & la hauteur correspondante du panneau isolant rapporté, ou à la distance séparant deux tasseaux horizontaux. Deux alvéoles consécutives communiquent alors entre eUes, par exemple entre l'extrémité 9 du tasseau vertical 7 et le tasseau horizontal 8.Les communications entre alvéoles consécutives sont alternativement disposées en haut et en bas de ces alvéoles afin que l'air entrant par un orifice d'entrée 10 et sortant par un orifice de sortie Il parcourt la totalité des alvéoles. Les communications entre les alvéoles consécutives sont ainsi réalisées par les parties manquantes des tasseaux verticaux. Dans le cas de difficultés, le passage entre deux alvéoles consécutives peut être assuré par une alvéole transversale 13 creusée directement dans le mur 1 sous le tasseau vertical 6, qui sépare les alvéoles. Les calories peuvent ainsi être échangées entre l'air circulant et les murs dans la totalité de l'espace intermédiaire 4. D'autres dispositions des alvéoles sont possibles. Les parois isolantes peuvent autre réalisées par des panneaux en matériau isolant thermique traditionnel constitué par exemple de fibres de bois minéraliséeget ag6lomérées au liant minéral. Les panneaux isolants peuvent encore Autre formés dtune âme en polystyrène expansé comprise entre deux parements en particules de bois agglomérées. Les parois isolantes 2 assurent la fermeture de l'échangeur, clest-i-dire l'enveloppe extérieure, l'isolation thermique et phonique de ltensem- ble vis-à-vis de l'extérieur ainsi que la protection de la façade de l'immeuble. Ces parois, après leur pose, sont enduites d'un revêtement (crépi, peinture, etc...) Des orifices d'entrée dtair 10 et de sortie 11 sont pratiqués dans la paroi isolante. L'air entrant par l'ouverture 10 circule entre les parois isolantes et le mur comme dans un labyrinthe et sort par l'ouverture 11. Les entrées et sorties d'air peuvent aussi être aménagées dans le mur 1 de lthabitation ( lorsque le gené- rateur est situé à l'intérieur de l'immeuble). L'installation de climatisation complète apparait sur la figure 2 qui montre l'habitation sur les murs de laquelle sont disposés plusieurs échangeurs représentés schématiquement. Une source de chaleur ou de froid 33 est associée à un ventilateur 34 pour produire et faire circuler le fluide caloporteur dans les alvéoles par l'intermédiaire de canalisations d'arrivée 35 et de retour 36 et des orifices d'entrée 10 et de sortie 11. Plusieurs réseaux d'alvéoles peuvent entre reliés à la wame source. Pour simplifier la figure, les liaisons entre les différents réseaux ne sont pas représentés. Un système de régulation, non représenté également, peut éventuellement faire varier le débit d'air chaud ou la température de la source 33 en fonction de la tetpérature désirée dans l'habitation et des conditions climatiques0 Le système peut être simplifié per la suppression du circuit de retour 36, en faisant comsuniquer l'ouverture 11 directement avec l'atmosphère. Plusieurs sortes de générateur d'air chaud peuvent entre utilisés. ce générateur peut outre soit un appareil classique à combustion, soit-un générateur électrique, soit une pappe à chaleur, soit un échangeur géothermique, soit un capteur solaire, etc... La nature du générateur utilisé peut entraîner pue celui-ci soit disposé à l'extérieur de l'habitation (caa des figures 1 et 2 ) ou à l'intérieur de l'habitat, dans une cave ou dans un grenier. Le ventilateur 34 peut entre absent si la circulation d'air par thesiphon staTère suffisante. La figure 3 représente une vue en coupe détaillée du dispositif échangeur selon la figure 1. Les éléments identiques à ceux des figures précédentes y sont représenté3 avec les myes références. Les panneaux isolants 2 sont rapportés sur le mur 1 à une distance iénsgeaut un espace alvéolaire 4 au moyen de tasseaux en bois 5,6,7. Les tasseaux sont d'abord posés sur le mur au moyen de clous ou de vis 14, puis les panneaux 2 sont fixés sur les tasseaux à l'aide également de clous ou de vis 15. L'alvé- ole transversale 13 permet le passage de l'air de part et d'autre du tasseau 6, dans le cas ou'un autre iode de communication est impossible. Les xcyens de fixation 5,6,7 qui divisent l'espace intermediaire 4 en alvéoles communicantes peuvent faire partie intégrante des panneaux isolants 2. Les alvéoles sont alors préformées sur la face interne du panneau isolant. Elle sont fermées lors de la mise en place du panneau sur le mur. il est possible aussi que les moyens de fixation soient indépendants des cloisons qui séparent les différentes alvéoles. Pour éviter un pont thermique au niveau des ouvertures 16 (portes, fenêtres), le panneau isolant est de préférence replié de façon à recouvrir la face latérale 18 du nir 1, jusqu'aux montants 17 en bois ou en métal des ouvertures. Des joints de dilatation sont disposés éventuellement pour assurer une parfaite étanchéité de lten, semble & toutes températures. Le circuit de l'air (ou tout autre fluide caloporteur) peut être décomposé en une ou plusieurs parties distinctes les unes des autres suivant la disposition des airs. Plusieurs échangeurs peuvent alors être utilisés, chaque circuit possèdant éventuellement ses propres moyens de régulation pour une meilleure répartition des échanges thertiques. La partie centrale 20 des panneaux isolants possède, comme indiqué précédenlent des propriétés isolantes à hautes perforaances. Pour accroître les propriétés de l'ensenble, une couche réfléchissante aux rayonnements infra-rouges peut être ajoutée sur la face interne 21 des panneaux isolants 2. Le dispositif échangeur est particulièrement interressant en combinaison avec un capteur solaire qui ne peut délivrer d'énergie calorifique de manière constante Ltinertie thermique des murs assure alors le stockage et la diffusion régulière des calories. Le dispositif échangeur selon l'invention peut encore être associé aux sols et aux plafonds, sur la face extérieure de ceux-ci. Comme indiqué sur la figure 2, les alvéoles communicantes peuvent être disposées horizontalement, verticalement, ou encore de manière oblique. Les cloisons de sépara~ tion des alvéoles d'un rdseau peuvent Entre disposées, par exemple, conne deux peignes interdigités. Elles ne sont aussi pas nécéssairement rectilignes, mais peuvent en- core emprunter un chemin sinueux, pourvu que les alvéoles communiquent entre elles et permettent une bonne répartition des calories sur l'ensemble des parois, malgré la présence d'ouvertures telles que portes et fenètres. La réalisation de panneaux isolants à alvéoles incorporées, ouvertes coté mur, et intégrées à la paroi isolante, peut outre obtenue par moulage d'un matériau isolant0 Ce procédé permet d'obtenir des alvéoles de formes tres diverses. REVENDICÂTIONS 1. Dispositif échangeur thermique entre un générateur de fluide caloporteur gazeux et un immeuble, caractérisé en ce qu'il comporte des parois thermiquement isolantes(2) rapportées sur les faces extérieures des murs (1) de l'immeuble, à une distance ménageant un espace intermédiaire (4), des moyens de fixation (5,6,7,8) des parois isolantes (2) sur les murs (1) et des cloisons (5,6,7) divisant cet espace intermédiaire (4) en au moins un réseau d'alvéoles communicantes entre elles, ce réseau comportant au moins un orifice d'entrée (10) et au moins un orifice de sortie (11), le générateur (33,34) étant raccordé au moins à l'orifice d'entrée (10) de manière que le fluide se propage dans les alvéoles. 2. Dispositif échangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation et les cloisons sont constitués par des tasseaux verticaux(5,6,7), horimontaux (8) ou obliques, forent entre eux, le lur et les parois isolantes, des alvéoles (4) et en ce que la longueur des cloisons est inférieure A la longueur des alvéoles afin de ménager des ca-imications entre les alvéoles, disposées alternativelent à une extrémité et à l'autre des alvéoles. Se Dispositif échangeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tasseaux sont disposés cosse deux peignes interdigités. 4. Dispositif échangeur selon la revendicetion 2, caractérisé en ce que certaines communications entre deux alvéoles consécutives sont constituées par une alvéole transversale (13) creusée dans le mur (1) sous un tasseau (6) qui sépare deux alvéoles. 5. Dispositif échangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les cloisons font partie intdgrsnte des panneaux isolants, sont préformés sur la face interne des panneaux, et sont fermées lors de la lise en place des panneaux sur le -'r. 6. Dispositif échangeur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il colporte en outre des moyens de régulation du débit et/ou de la tct ture Qu fluide caloporteur. 7. Dispositif échangeur selon l'une des reveddications précédentes, caractérisé en ce qu'une couche réfléchissante aux rayonnerents infra-rougeo est disposée sur la face interne (21) des panneaux isolants (2).