Brevet FR2506906A1 — publié le 19821203

La présente invention concerne la ventilation forcée de locaux. D'une façon générale, on a constaté qu'à la suite de l'évolution des techniques de oonstruction immobilière, il s'a vère de plus en plus nécessaire d'assurer un renouvellement de l'air des locaux, en raison du manque d'aération de ceux-ci. Un tel besoin semble dû en particulier a l'utilisation relativement récente, dans le domaine de la construction, de matériaux et de techniques assurant une isolation parfaite du local vis-à-vis de l'atmosphère extérieure. De plus, dans un bon nombre de constructions récentes, il est friquet de trouver des pièces ou locaux n'ayant pas d'accès direct à l'atmosphère extérieure, mais se trouvant enclavés de toutes narts entre des pie ces voisines.On comprend, bien entendu, qu'il devient indissensable d'assurer une ventilation forcée d'air dans des pieces ainsi isolées. De plus, à la suite de la crise d'énergie actuelle, il s'avère indispensable d'éviter un sinople renouvellement de l'air des locaux, entraînant en particulier en période hivernale, une perte énorme de calories par extraction et expulsion de l'air chaud du local. On tonnait de nombreux dispositifs de conditiornement d'air mettant en oeuvre des changeurs de chauffage ou de réfri- giration utilisant des fluides caloporteurs. Cependant, dans la plupart des cas, de tels dispositifs de oonditionnement d'air ne sont pas adaptés pour résoudre les problèmes précédemment posés, notament en raison du prix prohibitif de ceux-ci, qui interdit leur utilisation à une grande échelle, et en raison de leur consommation importante d'énergie. On a tenté d'éuuiper des immeubles d'un ensemble se composant d'un groupe d'extraction, d'un groupe de soufflage, et d'un échangeur de calories, reliés de façon appropriée par un réseau de gaines, de façon, d'une part, à prélever l'air vicié, dans les différents locaux, et à expulser celui-ci dans l'at- mosphère, et, d'autre part, à insuffler dans les locaux, de l'air neuf prélevé dans l'atmosphère, tout en assurant une récupéra- tion de calories sur l'air vicié, par passage de l'air vicié et de l'air neuf dans l'échangeur. Cependant, de tels ensembles ne donnent pas entière satisfaction.En effet, outre la complexité du réseau de gaines ainsi exigé, dans un esprit de confort et de lutte contre la crise d1 énergie sans cesse croissants, il s'a verve souhaitable d'individualier au maximum la ventilation des locaux. Or, les ensembles précédemment décrits ne sont nullement adaptés pour équiper des maisons individuelles ou des apoartements d'un immeuble collectif, notamment en raison du court actuel et des dimensions des groupes d'extraction et de soufflage, ainsi que des problèmes engendrés 1ors de l'installation de ceux-ci.De plus, on comprend bien entendu que le fonctionnement continu desdits groupes d'extraction et de soufflage de grande puissance susceptibles d'équiper les batiments collectifs, constitue une solution peu satisfaisante dans le cadre de la crise d'énergie, alors qu'un fonctionnement intermittent de la ventilation forcée serait tout à fait suffisant dans la plupart des cas. La présente invention résout l'ensemble des problèmes ainsi poses en proposant un nouveau dispositif de ventilation des locaux qui est à la fois peu volumineux, robuste et bon marché, de façon à pouvoir équiper individuellement la plupart des locaux a la construction ou après la construction, tout en assurant un prélèvement de calories sur l'air vicie extrait du local. Un tel dispositif s 'avère particulièrement avantageux, puisqu' il permet i chaque utilisateur d'assurer la ventilation de l'air du local donné, en fonction de chaque cas particulier. A cette fin, le dispositif de la présente invention comprend un caisson rigide et étanche, muni de quatre orifices formant respectivement deux orifices d1 entrée et deux orifices de sortie d'ecoulement d 'air, un échangeur thermique à double flux, de faon à former deux trajets d'ecoulement d'air, à l'intérieur du caisson, reliant respectivement un orifice d'entrée et un orifice de sortie ménagés dans le caisson, et les deux trajets d'écoulement d'air étant en contact d'échange de calories dans 1' échangeur thermique, au moins un ventilateur disposé sur l'un des trajets d'écoulement d'air, et un dispositif de raccordement destiné à mettre respectivement en communication les orifices de chaque trajet d'écoulement d'air, d'une part avec l'air ambiant du local,d'autre part avec l'atmosphère. Selon une caractéristique de la présente invention, il est prévu deux ventilateurs, munis d'un arbre commun d'entraînement et disposés chacun sur un trajet d'écoulement d'air. Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'échangeur thermique est constitué d'un échangeur à plaques, formé à l'aide d'une tôle repliée une pluralité de fois sur elle-mEme, les espaces pairs ansi formés entre les plaques correspondant au premier trajet d'écoulement, tandis que les espaces impairs formés entre lesdites plaques oorrespondent au second trajet d'écoulement. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux ventilateurs sont disposés de part et d'autre de 1 'échan- geur thermique, l'arbre commun d'entralnement des deux ventila tcurs traversant celui-ci. Selon une autre caractéristique de la présente in vention, les deux ventilateurs sont disposés du même coté de l'échan- geur thermique. Selon une autre caractéristique de la présente inven- tion, il est prévu entre les plaques de l'échangeur thermique, une pluralité d'éléments disposés perpendiculairement au plan desdites plaques, de façon à assurer un allongement de chaque trajet d'écoulement d'air à l'intérieur de celui-ci, afin d'amé- liorer I 'échange thermique entre les deux flux d' écoulement. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront a la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexes donnés à titre d'exemples non limitatifs et sur lesquels - la figure LA représente une vue schematique, en perspective éclatée, d'un dispositif de ventilation forcée de locaux conforme a un premier mode de réalisation de la présente invention, - les figures 1 B et lC représentent respectivulant des vues du dispositif de la figure l, selon un plan de ooupe vertical référencé I-I sur cette figure, et selon une vue de dessus du dispositif, - la figure 2A représente une vue schênatique en coupe éclatée d'un dispositif de ventilation forcée de locaux conforme a un second mode de réalisation de la présente invention, - les figures 2B et 2C représentent respectivement une vue en coupe du dispositif de la figure 2A, selon un plan de coupe vertical référencé II-II sur cette figure, et selon une vue de dessus dudit dispositif. Comme cela apparaît sur la figure LA, le dispositif de ventilation forcée de locaux conforme a la présente invention, est formé d'un caisson 1 rigide et étanche comprenant un geur thermique 10 à double flux et, de préférerce, deux ventilateurs 30 et 31, avantageusement munis d'un arbre commun d'en traInemant (non représenté). les parois du caisson 1 contenant les différents éléments précédtrnnt cités, sont formés de pré- férence d'un matériau bon isolant thermique. les ventilateurs 30, 31, peuvent être actionnés par tous moyens appropriés, tels qu'un moteur électrique, logés dans le caisson. ledit caisson 1 est muni de quatre orifices non repré- sentés sur les figures, formant respectivement deux orifices d'entrée et de sortie d'écoulement d'air carme cela sera expliqué plus en détail dans la suite de la description. les deux ventilateurs 30, 31 et l 'échangeur thermique 10, sont reliés de façon à former deux trajets d'écoulement d'air A, B, reliant après passage par l 'échangeur thermique 10, et l'un des deux ventilateurs 30, 31, les orifices d'entrée et de sortie associés à chaque écoulement d'air.Un dispositif de raccordement, non représenté, assure la communication d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie associés à un écoulement d'air, respectivement avec l'air ambiant du local et l'atmosphère, et l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie associés à l'autre écoulement d'air, respectivement avec l'atmosphere et l'air ambiant du local. cela est Oeale-nt représenté sur les figures 1A et 1B, l'échan- geur thermique 10 est avantageusement formé d'un échangeur à plaques, formé a l'aide d'une tôle 11 repliée une pluralité de fois sur ellefmême. L'échangeur thermique 10 est ainsi composé d'un ensemble de chambres, orientées alternativement dans des directions opposées. L'espace pair ainsi formé entre les plaques 12, obtenu à l'aide du pliage de la tôle, correspond à un premier trajet d'écoulement A, et les espaces impairs intercalés, au second trajet d'écoulement B. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure lA, les deux ventilateurs 30, 31, sont disposés de part et d'autre de l'échangeur thermique 10, l'arbre commun d'entrainement des deux ventilateurs traversant celui-ci dans une variante de rEalisation. En outre, l'éctngeur thermique 10 est disposé dans le caisson 1 dans une position telle que les lignes de pliage 13 de la tôle 11, qui le forme, soient disposées perpendiculairement à l'arbre d'entramement commun des ventilateurs. Ainsi, les espaces pairs et impairs formés entre les plaques 12 de l'échangeur thermique 10, sont ouverts alternativement en direction du ventilateur 30 prévu sur le trajet d'écoulement A, et en direction du ventilateur 31 prévu sur le trajet d'écoule- ment B. On comprend qu'ainsi il suffit de ménager latéralement sur le caisson, sur les faces de celui-ci parallèles à l'arbre d'entraînement des ventilateurs, d'un coté, des orifices en regard des espaces pairs formés entre les plaques 12 de 1 'échan- geur 10, de l'autre coté, des orifices ménagés en regard des es paces impairs formés entre les plaques 12 de l'échangeur 10. Ainsi, carme cela est représenté sur les figures 1A à 1C, lors du fonctionnement des ventilateurs 30, 31, il se produit deux trajets d 'écoulement d'air A, B, entrant respectivement de part et d'autre du caisson, dans les espaces pairs et les espaces impairs ménagés entre les plaques 12 de l'échangeur thermique 10, selon une direction sensiblement perpendiculaire a l'axe d'entraînement commun des deux ventilateurs 30, 31.Chacun des écoulements A, B, est ensuite dévié sensiblement parallblement a l'axe commun des ventilateurs, sous l'effet de l'aspiration de ceux-ci. Chacun des deux ventilateurs 30, 31, expulse ensuite l'air correspondant a chacun des trajets d'écoulement A, B, au niveau de sa sortie correspondante 32, 33. On comprend que l'utilisation d'un moyen d'entraînement unique pour actionner les deux ventilateurs permet d'abaisser considérablement le coût du dispositif et constitue une solution particulièrement élégante aux problèmes d'asservissement et de contrôle des vitesses de rotation relative des deux ventilateurs.Bien entendu, la cinétique du mode de réalisation qui vient d'entre décrit sera aisément inversée, l'écoulement d'entrée de chacun desdits trajets A, B pénétrant, tout d'abord, par aspiration dans le ventilateur 30, 31 associé, et étant ensuite expulsé à l'intérieur de l'espace pair ou impair, ménagé entre les plaques 12 de l'échangeur thermique 10, sensiblement parallb- lement a l'axe commun d'entraînement desdits ventilateurs, et étant enfin dévié en direction des orifices de sortie respectifs, ménagés de part et d'autre de l'échangeur thermique 10, dans la paroi du caisson 1. En outre, le dispositif qui vient d'être décrit peut être notablement simplifié en n'utilisant qu'un seul ventilateur. A cette fin, on a constaté qu'il est préférable de disposer le ventilateur unique utilisé sur le trajet d'bcoulement d'air extrait du local, le dispositif de la présente invention travaillant alors en aépression. On a représenté sur les figures 2A, 2B, et 2C, un second mode de réalisation du dispositif de ventilation forcée de locaux oonforme å la présente invention. De façon identique au mode de réalisation précédemment décrit, le dispositif est ici formé d'un caisson 1 comprenant deux ventilateurs 30, 31, munis d'un arbre commun d'entraînement, les deux ventilateurs étant disposés de part et d'autre d'un échangeur thermique à plaques 10, formé a l'aide d'une tôle 11 repliée une pluralite de fois sur elle-même. Cependant, selon le mode de réalisation du dispositif représenté sur la figure 2A, l'échangeur thermique 10 est disposé dans le caisson 1, selon une position décalée horizontalement d'un angle de 900, par rapport 3 la position occupée par celui-ci dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1A.En d'antres termes, les lignes de pliage 13 de la tôle 11 ne sont plus disposées sensiblement perpendiculairement à l'axe d'entraînement commun des deux ventilateurs 30, 31, mais sensiblement parallèlement a celui-ci. On comprend que l'échangeur thermique 10 est donc formé d'une pluralité d'espaces formés entre les différentes plaques 12, et débouchant chacun au voisinage des deux ventilateurs 30, 31. Par conséquent, il s'avère nécessaire, afin de constituer deux trajets d'écoulement d'air séparés, de canaliser et de relier respectivement entre eux les espaces pairs et impairs dudit échangeur 10. Les dispositifs de canalisation et de liaison ne sont pas représentés sur les figures. Ainsi, en regard du dispositf représenté sur la figure 2A, il convient de relier l'orifice des espaces pairs débouchant sur la gauche du dispositif et correspondant au trajet d 'écoule- ment A, a un orifice managé dans la paroi du caisson 1, l'orifice des rrs espaces pairs débouchant sur la droite de façon a for mer un premier trajet d'écoulement A communiquant avec le ventilateur 30.De même, ltespace débouchant sur la droite du caisson, des espaces impairs formés entre les plaques 12 de l'échangeur thermique 10, devra étre canalisé de façon à être relié à un orifice ménagé dans la paroi du caisson 1, l'orifice débouchant sur la gauche, des mêmes espaces pairs correspondant au trajet d'écoulement B, étant en communication avec le ventilateur dans plémentaire 31. I1 apparat donc que, dans ce second mode de réalisation, les deux trajets d'écoulement d'air A, B, sont dirigés sensiblement parallèlement à l'axe commun d'entraînement des deux ventilateurs. Là encore, les différents orifices d'entrée et de sortie du caisson 1, seront aisément reliés à l'aide de gaines classiques, d'une part, au local pour l'entrée de l'un des trajets et la sortie du second trajet, et à l'atmosphère exté- rieur pour la sortie dudit trajet et l'entrée dudit second trajet, de façon à former deux trajets d'écoulement reliant, après passage par l'échangeur thermique et l'un des deux ventilateurs, l'entrée et la sortie associées à chacun de ceux-ci, afin de créer un trajet d'extraction d'air vicié hors du local, et un trajet de soufflage d'air neuf provenant de l'atnospoère, dans ledit local. ne plus la cinétique des trajets d'écoulement d'air, sera aisément inversée, puisqu'il est possible de prévoir soit le passage de l'air par l'échangeur, puis par le ventilateur, ou le passage de l'air par le ventilateur plis par l'échaneur. Bien entendu, il est également possible d'équiper un dispositif conforme au second mode de réalisation d'un seul et unique ventilateur, comme cela a été précdoe'ddnt décrit. Selon le trajet d'écoulement d'air représenté sur la figure 2A, la circulation est du type dit méthodique, puisque les directions des deux trajets d'écoulement, sont opposées. Bien entendu, à l'aide de canalisations appropriées, le dispositif de la présente invention sera aisément adapté de faon a ce que la circulation de l'air soit du type antifmGthodique, c'est-a-dire que la direction de l'écoulement d'air dans les deux trajets A, B soit de même direction. Selon un autre mode de réalisation du dispositif de ventilation forcée de locaux conforme a la présente invention, non représenté, les deux ventilateurs 30, 31, sont disposés du même côté de l'échangeur thermique 10. On comprend que l'entrainement des deux ventilateurs 30, 31, est strplifié dans un tel mcde de réalisation, puisqu'il n'est pas nécessaire que l'arbre d'entragnement traverse ltéchangeur thermique 10. Bien entendu, il est possible de disposer les deux ventilateurs 30, 31, de façon a ce que leur axe commun d'entraînement soit parallèle a l'axe longitudinal du caisson, ou parallèle a celui-ci, en fonction de chaque cas particulier. En outre, dans la mesure où les deux ventilateurs 30, 31, sont disposés du même côté de l'échangeur thermique 10, il est nécessaire de prévoir un ensemble de canalisations reliant de façon adéquate les espaces respectif s pairs et impairs de l'echan- geur, aux ventilateurs correspondants. La encore, l1échangur thermique 10 peut être disposé dans le caisson 1, de façon a provoquer une déviation de 900 de l'écoulement de chaque trajet A, B, carme cela est représenté sur la figure 1A, ou de façon a assurer un écoulement longitudinal de l'écoulement de chaque trajet A, B, comme cela est représenté sur la figure 2A. A cette fin, l'échangeur thermique 10 a plaques pourra être disposé dans le caisson 1 dans une position telle que les lignes de pliage 13 de la tôle 12 qui le forme soient disposées soit perpendiculairement, soit parallele- ment a l'arbre d'entraîneent commun des deux ventilateurs. Selon une autre caractéristique de la présente invention, non représentée sur les figures, il est prévu entre les plaques 12 de l'échangeur thermique 10, une pluralité d'éléments disposés perpendiculairement au plan desdites plaques, et reliant celles-ci, de façon a assurer un allongement de chaque trajet 4'écoulement d'air A, B, A 'intérieur de celui-ci, afin d 'améliorer l'échange thermique entre les deux trajets. Selon un mode de réalisation particulierement avantageux, lesdits éléments insérés entre les plaques 12 de l'échangeur thermique 10, sont formés par pliage de la tale 11 constituant celui-ci. Bien entendu, de tels éléments insérés entre les plaques 12 de 1 'échangeur thermique 10, paurront cependant être formes a l'aide d'éléments rapportés et soudés entre lesdites plaques. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de ventilation forcée de locaux, caractEri- sé par le fait qu'il comprend - un caisson (1) rigide et étanche, muni de quatre orifices formant respectivement deux orifices d'entrée et deux orifices de sortie d'écoulement d'air, - un échangeur thermique (10) à double flux de façon à former deux trajets d'écoulement d'air (A, B), à l'intérieur du caisson, reliant respectivement un orifice d'entrée et un orifice de sortie menaces dans le caisson, et les deux trajets d'Ocoule- ment d'air (A, B) étant en contact d'échange de calories dans l'échangeur thermique (10), - au nains un ventilateur (30) disposé sur l'un des trajets d'écoulement d'air (A), - un dispositif de raccordement destiné à mettre res pectivement en communication les orifices de chaque trajet d'écoulement d'air (A, B), d'une part avec l'air ambiant du local d'autre part avec l'atwDsph8re. 2. Dispositif de ventilation forcée de locaux, caracterise par le fait qu'il comprend deux ventilateurs (30, 31) munis d'un arbre canrntn d'entraînement et disposés chacun sur un trajet d'écoulement d'air (A, B). 3. Dispositif de ventilation forcée de locaux selon l'une des revendications I et 2, caractérisé par le fait que l'echan- geur thermique (10) est un échangeur à plaques (12) formé à l'aide d'une tôle (11) repliée une pluralité de fois sur ellemême, les espaces pairs ainsi formés entre les plaques (12) correspondant au premier trajet d'écoulement d'air (A) et les espaces impairs, au second trajet d'écoulement d'air (B). 4. Dispositif de ventilation forcée de locaux selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que les deux ventilateurs (30, 31) sont disposés de part et d'autre de l'échan- geur thermique (10). 5. Dispositif de ventilation forcée de locaux selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que les deux ventilateurs (30, 31) sont disposés du neume c8té de l'échangeur thermique (10). 6. Dispositif de ventilation forcée de locaux selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que l'échangeur thermique (10) est disposé dans le caisson (1) dans une position telle que les lignes de pliage (13) de la tôle (11) qui le forme soient disposées sensiblement perpendiculairement à l'arbre d'en traSnement des moyens de ventilation (30, 31). 7. Dispositif de ventilation forcée de locaux selon lune des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que 1' échan- geur thermique (10) est disposé dans le caisson (1) dans une position telle que les lignes de pliage (13) de la tôle (11) qui le forme, soient disposées sensiblement parallèlement à 1 'arbre d'entralnement des moyens de ventilation (30, 31). 8. Dispositif de ventilation forcée de locaux selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il est prévu, entre les plaques (12) de l'échangeur thermique (10), une pluralité d'éléments disposés perpandiculaeeent au plan des plaques 12, de façon à assurer un allongement de chaque trajet d'écoule- ment d'air (A, B) à l'intérieur de celui-ci. 9. Dispositif de ventilation forcée de locaux selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdits éléments insérés entre les plaques (12) de l'échangeur thermique (10) sont formés par pliage de la tôle (11) constituant celui-ci.