Brevet FR2398197A1 — publié le 19790216

L'invention concerne un système de ventilation dynamique. La climatisation des bâtiments industriels, nota-nment pour usages agricoles, exige l'utilisation de ventilateurs capables de faire passer dans ces locaux un débit d'air important, bien réparti et susceptible de varier dans de larges limites selon les facteurs climatiques ou dloccupation. La constance de ce débit doit être assurée quelles que soient les influences perturbatrices des vents. Pour assurer la répartition correcte du mouvement de l'air dans des enceintes de tries grandes dimensions, il est fait usage d'un grand nombre de ventilateurs hélicoidaux ou centrifuges, de petite taille répartis, pour des raisons de symétrie, le long des longs pans. La commande de débit de ces ventilateurs fait appel à des armoires comportant les éléments électriques de puissance nécessaires à la commande de la série des appareils et les éléments de régulation pilotant les éléments de puissance. Les inconvénients sont les suivants , k plan technique : il est impossible d'obtenir un débit égal sur le long pan exposé au vent et sur celui sous le vent. Una disymétrie importante se produit et, si le débit total reste correct, le débit par unité de surface au sol est très notablement diminué du côté au vent, ce qui expose les occupants R un manque de ventilation, et à un excès de l'autre côté.Au plan économique la grande diversité des dimensions des locaux et donc celle du nombre des ventilaseurs, oblige à disposer d'une gamme étendue d'armoires de puissance d'où diminution des séries et augmentation des coûts de production et de stockage. La présente invention a pour objet la réalisation d'un système composé de ventilateurs comportant chacun leur élément électrique de puissance et leur propre régulation de débit de telle sorte quecelui-ci soit maintenu constant quelle que soit l'intensité du vent contraire, et d'une armoire de régulation de type unique, capable de piloter un nombre quelconque de ventilateurs selon les indications de capteurs de température, humidité ou pression qui lui sont associés. Dans la planche unioue de dessins illustrant la description qui va suivre, la figure 1 représentele- schéma de l'ensemble électronique monté sur chaque moteur, la figure 2 représente le schéma de I'arloife de commande, la figure 3 représente le schéma général de l'exemple de réalisation. Un moyen préféré de realisation des ventilateurs autoré,ulants consiste à munir chacun de leurs moteurs, dans un capot ou une boite à bornes aménagés à cet effet, d'un variateur de puissance P (fiv.1) à thyristors qui fait varier la tension de l'inducteur, d'une manière continue, par interruption synchrone du courant ne laissant subsister ou'une partie de chaque demi-onde du courant alternatif d'alimentation. Le moteur, ne disposant eue d'une tension efficace réduite en porportion voit sa puissance diminuer, ce cui a amour effet de diminuer le débit d'air qu'il brasse. Le moment exact de l'interruption par un thyristor du courant dans chaque demi-onde est déterminé par un montage comportant notamment un pont déphaseur et une diode bi-directionnelle à seuil.Ce montage est alimenté de façon particulière par un amplificateur A qui reçoit, premiè- rement la consigne générale C délivrée par l'armoire de régulation, ce qui détermine la vitesse et donc le débit demandé pour tous les ventilateurs, deuxièmement la consigne prioritaire d'accélération CPA pour rétablir le débit demande si une rafale de vent vient a le diminuer. A cet effet, un montage desonde en pont de Wheatstone S comporte deux résistances à coefficient de température négatif, placées dans lecourant d'air et dont l'une 1 ,protégée, sert d'étalon de température de l'air calme, et l'autre 2, exposée devient plus chaude Si la vitesse de l'air, et donc le débit Q, diminue.Le déséquilibre, convenablement amplifié, constitue la consigne prioritaire d'accélération appliquée au pont déphaseur qui augmente le temps d'enclanchement du thyristor, l'augmentation de la tension efficace, l'accélération du moteur et, finalement, le retour au débit demandé. Un moyen de réalisation de l'armoire de commande (fig.2) de type unique dont la fonction est de fournir à l'ensemble des ventilateurs la consigne C représentée de préférence par un niveau de potentiel, consiste à utiliser un amplificateur AJ dont la tension de sortie est asservie à : 1 ) 10) une consigne affichée manuellement, qui définit le débit correspondant au besoin actuel en oxygénation OX estimé par l'agent de conduite, par exemple d'après l'âge des aniaux ou le nombre des occupants, 20)une consigne introduite automaticuement par la variation de température d'une thermistance ou d'un thermotransistor, modifiant le niveau de la commande C d'après la température ambiante, o) une consigne introduite par un hygrostat modifiant le niveau de la commande C d'après l'hyronétrie ambiante. L'exemple suivant est donne i titre illustratif de l'invention (fig.3). Une double rangée de ventilateurs 1 à > ;ln munis chacun du var-iateur P, de l'amplificaeur A et des sondes S, selon dispositif pratique dessiné en Mn, est alimentée en puissance par deux fils d'un câble à 4 conducteurs qui les relie tous en parallèle, l'un des fils était affecté-a la phase, un deuxième au neutre d'un roseau monophasé ; un troisième fil C qu'on nommera fil pilote alimente toutes les entrées C des amplificateurs A le retour de 1 commande se fait par le fil de terre qui relie règlemen- tairement toutes les masses.Une armoire AR est capeble de fournir le potentiel du fil pilote suffisant pour alimenter un très grand nombre d'am- plificateurs Al 9 An, compte tenu de la faible consommation de signal des amplis qui se chiffre par micro-ampères. Ce potentiel pilote est sous la dépendance du potentiomètre OX (besoin en Oxygène) assisté du potentio- mètre N (correction facultative selon le nombfe des ventilateurs s'il est très grand) et sous la dépendance de l'amplificateur AS piloté par une thermistance CTNX qui mesure la température et un humidostat Hr qui mesure l'humidité relative. On voit que le débit des ventilateurs des deux rangées opposées est conforme à la consigne C, sauf dans le cas où un vent V vient ralentir le débit Q' d'un (ou plusieurs) ventilateur (ici2). Dans ce cas la sonde S2, mesurant comme il a été dit plus haut la diminution de vitesse/débit corrige pour ce ventilateur et lui seul, en augmentant provisoirement la consigne C appliquée à travers A2 à l'étage de puissance P2. il va de soi qu'une telle description n'est nullement limitative et que toute modifieation utile pourra y être apportée sans sortir du cadre défini par les revendications ci-après. REVENDICATIONS 1/ - Système de ventilation dynamique caractérisé par le fait qu'il comporte des moteurs ventilateurs munis d'un système de régulation de puissance indépendant. 2/ - Système selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le système de régulation indépendant comporte les moyens propres à mesurer et corriger les perturbations de débit. 3/ - Système selon la revendication 1 ou 2 caractérisé par le fait que le système indépendant de puissance est piloté par un système central. 4/ - Système selon la revendication 3 caractérisé par le fait que le système central comporte les moyens de mesure automatique de facteurs climatologiques. 5/ - Système selon l'une des revendications 3 ou 4 caracterisé par le fait que le système central comporte les moyens de transmettre aux systèmes indépendants de puissance des consignes découlant de la mesure de facteurs climatologiques. 6/ - Système selon l'une des revendications 3, 4 ou 5 caractérisé par le fait que le système central d'un modèle unique comporte les moyens propres à piloter un nombre variable de systèmes indépendants de puissance. 7/ - Système selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le système de régulation de puissance comporte des thyristors. 8/ - Système selon la revendication 2 caractérisé par le fait que les moyens propres à mesurer et corriger le débit comportent des résistances thermiquement variables. 9/ - Système selon la revendication 4 caractérisé par le fait que la mesure des facteurs climatologiques fait appel aux propriétés thermiques des semi-conducteurs.