Brevet FR2481423A1 — publié le 19811030

Les installations de climatisation existantes, centralisées dans un bâtiment ou parfois posées dans des pièces individuelles, créent en général dans les locaux à climatiser, un courant d ' air unidirectionnel et continu, ce qui est souvent désagrable et parfois dangereux pour la santé. De plus, les installations centralisées nécessitent pour leur bon fonctionnement, que les fenêtres et les portes extérieures du bâtiment soient en principe fermées, ces conditions sont très pénibles pour des personnes atteintes d'une tendance à la claustrophobie. Selon l'invention actuelle , on évite ces inconvénients et on obtient en même temps une récupération d ' énergie et d' autres effets avantageux en utilisant des courants d ' air variables pour la climatisation et en produisant ces courants d' air par des inspirations et des expirations alternantes entre l'extérieur et la pièce à climatiser et en faisant passer lesdits courants d'air à travers un échangeur de chaleur (dans le contexte présent, une pièce peut aussi indiquer une unité de plusieurs pièces communiquantes, climatisées comme ensemble, ainsi que des espaces correspondants dans des navires, des voitures etc. Pour ne pas obtenir une trop grande différence de pression d'air entre l'intérieur et l'extérieur, il est préférable de combiner au moins deux systèmes d'inspiration et d'expiration de façon qu'une inspiration soit effectuée par un de ces systèmes en même temps qu'une expiration de la même puissance soit effectuée par un autre système. Une personne qui se trouve dans un local climatisé selon l'invention ressent les mouvements d'air d'une façon agréable, comme des souffles de différentes directions. L'alternance des courants d 'air qui entrent et de ceux qui sortent de la pièce, permet qu'on ouvre les fenêtres et les portes extérieures sans que la climatisation soit sérieusement dérangée dans la pièce elle-même et sans que les autres pièces du bâtiment soient influencées. Le dispositif selon l'invention comporte au moins un moyen faisant office de ventilateur réversible combiné avec au moins un échangeur et avec un programmateur régulateur pour commander et renverser automatiquement et régulièrement le sens de distribution du courant d'air. Le procédé selon l'invention consiste à produire un courant d 'air réversible à travers un échangeur de chaleur formant des inspirations et des expirations alternées entre l'extérieur et l'intérieur d 'unités à climatiser. Le procédé selon l'invention peut consister à utiliser un ventilateur hélicoïdal réversible électriquement ou mécaniquement et à le coupler avec un régulateur programmateur et un échangeur. Le procédé selon l'invention peut également être mis en oeuvre en utisant deux ventilateurs, l'un pour l'inspiration quand l'autre effectue l'expiration ; lesdits ventilateurs agissant alternativement et commandés par un programmateur sont combinés avec deux échangeurs. Le dispositif selon l'invention comporte un ventilateur dont le courant d' air est réversible au moyen de soupapes et de valves dirigeant ainsi l'air alternativement vers l'extérieur ou vers l'intérieur, combiné ~ avec au moins un échangeur et un programmateur régulateur. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif utilise le flux d'air créé par le ventilateur pour actionner un moyen qui renverse le sens de la distribution dudit flux d'air. Dans ce mode de réalisation, le ventilateur est de préférence centrifuge, le moyen qui renverse le sens dudit flux d'air peut être un capot ou cylindre rotatif muni d'ailettes, actionné par le flux d'air créé par le ventilateur ; ledit capot rotatif pourvu d'un trou pour l'arrivée d' air et pour l'échappement d'air et d'un moyen de blocage de la rotation dudit capot dans chaque position correspondant à un sens de distribution du fluide. Ledit moyen de blocage du capot rotatif peut être une butée, un contact électromagnétique ou tout autre organe analogue. Bien entendu, un programmateur peut arrêter dans différentes positions, la rotation du capot pour obtenir la diffusion de l'air dans le sens souhaité. La rotation du cylindre ou capot peut être produite électriquement. Un programmateur régulateur arrête le cylindre rotatif pendant une durée déterminée, deux fois par rotation quand les trous aboutent dans les ouvertures, de manière à obtenir des courants d' air qui vont et viennent vers les deux cotés par les ouvertures de la cage. Dans une position où les trous du cylindre ne correspondent pas aux ouvertures de la cage, on obtient un effet d'obturation du courant d'air. Les échangeurs de chaleur qui sont combinés avec les autres moyens peuvent être très simples du fait du va et vient des courants d'air. Il est préférable d'utiliser un échangeur de chaleur pour échanger en même temps l'humidité des courants d' air en utilisant des matériaux hygroscopique dans l'échangeur de chaleur ou des échangeurs très simples du type à tuyaux ou multitubulaire. L'alternance des courants d' air et leurs durées est commandée par un programmateur ou un moyen analogue du type connu et ladite alternance suit un rythme qui dépend du degré de ventilation désiré et de la capacité de l'échangeur de chaleur. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif peut comporter un ventilateur hélicoïdal électrique placé dans un cadre qui peut tourner autour d'un axe perpendiculaire à l'axe du ventilateur, ledit cadre qui porte le ventilateur étant placé dans le tuyau qui met en communication l'extérieur et l'intérieur de la pièce à climatiser; un moyen fait tourner le cadre dans au moins deux positions diamétralement opposées et parallèlement à la surface du mur, de manière à ce que, alternativenient, l'air entre et sorte de ladite pièce selon un rythme déterminé par le régulateur programmateur qui commande le moyen de faire tourner le cadre pour changer le sens de a circulation de l'air. Les dessins ci-joints donnés à titre d 'exemple indicatif et non limitatif permettront aisément de comprendre l'invention. Ils représentent des modes préférés de réalisation selon l'invention. La figure 1 est un schéma d'un ventilateur réversible électriquement, associé avec un échangeur de chaleur en fonction d'inspiration. La figure 2 est un schéma d 'un ventilateur réversible associé avec un échangeur de chaleur en fonction d'expiration. Les figures 3 et 4 sont des schémas du procédé d'utiliser tion conjointe de deux climatiseurs dans la même pièce avec une phase d'inspiration et une phase d'expiration simultanées. Les figures 5,6 et 7 sont des vues en coupe d'un dispositif selon l'invention dans lequel le ventilateur de type centrifuge commande un moyen qui change et/ou inverse la distribution de l'air. Les figures 8,9 et 10 sont les vues en coupe dudit dispositif avec les différentes positions de distribution de l ' air. Les figures 11, 12 et 13 sont des coupes longitudinales du dispositif selon l'invention, utilisant un ventilateur réversible mécaniquement, dans le cas où le cadre qui le supporte est rotatif de manière à changer le sens de la circulation de l'air. La figure 14 est une vue en coupe de côté selon l'axe X-Y représenté sur la figure 13. Dans les figures 1 et 2, on obtient des mouvements d'air variables et aussi l'inspiration et l'expiration alternées selon le procédé selon l'invention en utilisant un ventilateur hélicoïdal réversible et en renversant ce ventilateur V selon un régulateur programmateur R. Le ventilateur V est combiné avec un échangeur de chaleur E. Les volumes d'air inspiré et expiré doivent être égaux et la quantité d'air échangé doit être choisie selon les dimensions du local à climatiser, le nombre de personnes s'y trouvant etc,... La longueur adéquate des périodes d 'inspiration et d'expiration dépend de la capacité de l'échangeur de chaleur E et aussi de l'intensité et des directions désirées des mouvements d'air. Dans les figures 3 et 4, on utilise pour chaque pièce à climatiser deux climatiseurs V1 et V2 placés dans le mur ou dans une fenêtre de la pièce, chaque climatiseur produisant un courant d'air réversible et dirigé d'un régulateur programmateur R qui fait alterner les deux ventilateurs V1 et V2 entre inspiration selon une fréquence déterminée. Chaque ventilateur V1 ou V2, est combiné avec un échangeur de chaleur E1 ou E2 avec ou sans échangement de l'humidité et peut être combiné avec un filtre, un dispositif de chauffage, un dispositif de refroidissement ou d'autres agents de climatisation, ainsi, on obtient une climatisation plus ou moins sophistiquée. L'échangeur de chaleur peut être du type à tuyaux ou multitubulaire. En fixant les climatiseurs comme indiqué dans la pièce elle-même, il n'est pas nécessaire d'utiliser de longs tuyaux ou canaux pour distribuer ou recueillir l'air.Dans une unité climatisée selon l'invention, le renouvellement de 1 ' air se poursuit trés efficacement si l'on dirige les courants d'air d'une façon convenable. Dans plusieurs cas, il suffit de simples capots pour diriger le courant d'air inspiré et le courant d'air à sortir de chaque climatiseur. On peut davantage influencer les courants d'air en dirigeant 1 'air entrant d'une autre façon que l'air sortant d'un climatiseur, par exemple en utilisant des valves ou des persiennes, chose qui peut être importante dans des grandes pièces. Avec deux climatiseurs V1 et V2, on obtient deux courants d'air entrants et deux courants d ' air sortants, en somme, quatre courants d' air de directions différentes. Le placement d'un climatiseur V1 ou V2 par rapport à l'autre est aussi important pour le déplacement de l'air interne. L'invention permet en plus facilement de concentrer à souhait le renouvellement d' air autour d'un lieu de travail ou de loisir T (table de travail Z, coin de lecture etc. .) concentrant ainsi l'échange d' air où les personnes se tiennent la plupart du temps, ce qui permet d'économiser la climatisation. Un avantage important : en évitant de conduire l'air dans de longs tuyaux ou canaux, on maintient mieux le taux des ions négatifs de l'air inspiré, ce qui est bienfaisant pour l'homme. En décentralisant la climatisation selon 1' invention, on obtient une grande souplesse permettant de régler individuellement la climatisation dans chaque unité et par exemple, d'éviter de faire marcher la climatisation dans des unités non utilisées. Il est plus facile d'introduire dans les bâtiments existants, une climatisation efficace et qui récupère l'énergie selon cette invention que selon les méthodes répandues qui utilisent des installations centralisées. Dans les figures 5 et 10, le renversement des courants d'air est effectué au moyen d'une valve rotative. Selon cette variante de l'invention, on utilise pour la ventilation un ventilateur V3, de préférence centrifuge. La partie de pression 3 et la partie de vacuum 4 sont entourées d'un cylindre ou capot 1, rotatif, muni d'un trou 5,6 pour chaque partie et faisant office de soupape ; les deux trous d'échappement 5,6 sont de préférence diamétralement opposés et correspondent aux ouvertures 01,02,03 de chaque côté d'une cage W qui enferme le cylindre 1 et le ventilateur V3 ; un programmateur régulateur R arrête le cylindre ou capot 1 pendant une durée déterminée, deux fois par rotation quand les trous d'échappement aboutent dans les ouvertures 01,02,03 et on obtient ainsi des courants d'air qui vont et viennent vers les deux côtés par les ouvertures 01,02,03 de la cage W.La rotation du cylindre 1 peut être produite mécaniquement ou électriquement, mais de préférence par le flux d' air créé par le ventilateur V3 actionnant sur des ailettes 2 placées à l'intérieur du cylindre. Les blocages de la rotation du cylindre 1 peuvent être provoqués par un contact électromagnétique agissant contre des butées B1,B2,B3 fixées sur le cylindre 1, ou par tout autre organe analogue. Le même moyen R permet aussi d' arrêter le cylindre 1 dans une position où les trous d t échappement 5,6 du cylindre 1 ne correspondent pas aux ouvertures 01,0,,0, de la cage W. On obtient ainsi un effet d'obturation et on peut se dispenser d'un obturateur séparé et autrement nécessaire. Le climatiseur C peut ainsi être actionné par le régulateur programmateur R pour inspirer et expirer l'air, alternativement selon une fréquence désirée entre l'extérieur et l'intérieur. Le sens du flux d'air est indiqué sur chaque vue par des flèches. Dans la figure 6, le cylindre 1 est dans une position où il y a un effet d'obturation. Les figures 8,9 et 10 sont des coupes du dispositif selon les axes VIII-VIII, IX-IX et X-X représentés sur les figures 5,6 et 7. Un autre dispositif représenté dans les figures 11,12,13 et 14, pour mettre en oeuvre le procédé de courants d'air alternativement entrants et sortants, selon l'invention, consiste dans l'utilisation d'un ventilateur hélicoïdal V4 placé dans un cadre rotatif 10 autour d'un axe X-Y perpendiculaire à l'axe A-B du ventilateur V4. Des moyens actionnent la rotation du cadre 10 pour changer le sens de la distribution d'air et positionner ledit cadre 10 vers l'extérieur P3 ou vers l'intérieur P1 ou pour obturer le passage d'air P2. Ce dispositif représenté dans les figures 11,12 et 13 peut, bien entendu, être combiné avec un échangeur de chaleur E4 et ura régulateur programmateur R REVENDICATIONS 1. Procédé pour la climatisation d'une ou de plusieurs unités d'un immeuble, caractérisé par le fait que l'on produit un ou plusieurs courants d'air variables, de sens réversible formant des inspirations et des expirations alternées entre l'exté- rieur et l'intérieur desdites unités, à travers au moins un échangeur de chaleur (E). 2. Procédé pour la climatisation d'une ou de plusieurs unités d'un immeuble, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à utiliser un ventilateur hélicoïdal (V) réversible électriquement ou mécaniquement et à le coupler avec un régulateur programmateur (R) et un échangeur (E). 3. Procédé pour la climatisation d'une ou de plusieurs unités d'un immeuble, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il consiste à utiliser deux ventilateurs (V1,V2), l'un pour l'inspiration quand l'autre effectue l'expiration ; lesdits ventilateurs (V1 ,V2) agissent alternativement, sont commandés par un régulateur programmateur (R) et combinés avec deux échangeurs de chaleur (E). 4. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé, selon l'une quelconque des revendications 1,2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un moyen faisant office de ventilateur (V), réversible, combiné avec au moins un échangeur (E) et un moyen faisant office de régulateur programmateur (R) pour commander et renverser automatiquement et régulièrement le sens de distribution du courant d' air. 5. Dispositif pour la climatisation d'une ou de plusieurs unités d'un immeuble, selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il comporte un ventilateur dont le courant d'air est réversible au moyen de soupapes et de valves dirigeant ainsi l'air alternativement vers l'extérieur ou vers l'intérieur, combiné avec au moins un échangeur (E) et un régulateur programmateur (R). 6. Dispositif pour la climatisation d'une ou plusieurs unités d'un immeuble, selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le flux d'air créé par le ventilateur (V3) actionne un moyen (1) qui renverse le sens de la distribution dudit flux d'air. 7. Dispositif pour la climatisation d'une ou de plusieurs unités d'un immeuble, selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le ventilateur (V3) est centrifuge et que le moyen qui renverse le sens de la distribution d' air est un capot ou cylindre rotatif (1) muni d'ailettes (2) ;; le cylindre comporte deux parties, une partie sous pression (3) et une partie de vacuum (4), les deux parties (3,4) sont munies de trous d'échappement (5,6), de préférence diamétralement opposés et correspondent aux ouvertures (0102,03) de chaque côté d'une cage (W) qui enferme le cylindre rotatif ou capot rotatif (1) et le ventilateur (V3), un moyen de blocage (B1,B2,B3) permet, en combinaison avec le régulateur programmateur (R), d'inverser le sens de la circulation d' air à volonté. 8. Dispositif pour la climatisation d'une ou de plusieurs unités d'un immeuble, selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que le programmateur régulateur (R) arrête le cylindre rotatif (1) par des butées, dans des positions (B1,B2,B3) correspondant à des sens différents de la circulation d'air ou dans le cas de la position (B3), de manière à ce que les trous d'échappement (5,6) du cylindre (1) ne correspondent pas aux ouvertures (0130203) de la cage (W) pour obtenir un effet d'obturation du courant d'air. 9. Procédé pour la mise en oeuvre du dispositif, selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le programmateur régulateur (R) arrête le cylindre rotatif (1) pendant une durée déterminée, une ou plusieurs par rotation quand les trous d'échappement (5,6) aboutent dans les ouvertures (01,02,03), de manière à obtenir des courants d'air qui vont et viennent vers les deux côtés par les ouvertures (01,02,03) de la cage (W). 10. Dispositif pour la climatisation d'une ou de plusieurs unités d'un immeuble, selon l'une quelconque des revendications 1,2,3,4,5,6,7,8 ou 9, caractérisé par le fait que l'échangeur (E) est un échangeur à tuyaux multiples.