Brevet FR2510728A1 — publié le 19830204

Procédé et installation de conditionrnment d'air pour locaux industriels ". La présente invention concerne un procédé pour le conditionnement d'air, notamment de bâtiments indus- tiels, permettant une réduction notable des pertes par dissipation thermique se produisant notamment près du toit L'invention s'étend également à une installation pour l'application de ce procédé. Il est connu que le chauffage d'immeubles est très co Oteux et que le problème de la réduction des dépenses empliquées au moyen de mesures appropriées devient de plus en plus urgent. Malgré le fait que la technologie moderne permet l'emploi de matériaux ayant un degré d'isolation toujours croissant, les pertes thermiques continuent à être excessivement élevées En particulier, les immeubles de très grande hauteur sont spécialement affectés par le phénomène de dissipation de chaleur dé à plusieurs causes défavorables. Dans la plupart des cas, la partie inférieure de l'immeuble est celle qui doit 9 tre chauffée Mais, d'au- tre part, en vue de conserver cette partie à une tempé- rature désirée, il est nécessaire de chauffer la totalité de l'immeuble et, étant donné que la chaleur tend à se déplacer vers le haut, il arrive que dans les zones supé- rieures des immeubles, la température de l'air ambiant est plus élevée que dans les zones inférieures de travail. En outre, la toiture est, dans les immeubles industriels, la zone la moins bien isolée thermiquement, à la fois pour des raisons techniques et économiques, et c'est en correspondance avec cette zone que se situent finalement les plus grandes différences entre la tempéra- ture extérieure et les températures intérieures de l'im- meuble Il en résulte que les plus grandes dissipations de chaleur se produisent dans cette partie de l'immeuble o le chauffage n'est pas l'exigence majeure. D'autre part, la différence de température entre la partie supérieure et la partie inférieure de l'immeu- ble provoque la fuite de l'air à travers les fissures et les vides existant dans la partie supérieure par effet de "tirage" Par réaction cela entra ne, dans la partie inférieure de l'immeuble, une infiltration d'air froid exactement correspondant à ces fuites, et préci- sément à l'endroit o le chauffage est le plus impor- tant. Pour éviter ces inconvénients, la présente inven- tion a pour objet un procédé pour le conditionnement de l'air d'immeubles (plus particulièrement de sheds indus- triels) suivant lequel une certaine quantité d'air est admise, à partir de l'extérieur, en correspondance avec la partie supérieure du shed, de manière à produire un flux linéaire formant un barrage contre des dissipations de chaleur dues à la conduction et à la radiation à tra- vers la toiture et les murs de l'immeuble. Le procédé consiste essentiellement à permettre a une certaine quantité d'air surpressé de pénétrer dans la partie supérieure de l'immeuble, et à la répandre ensuite uniformément près de la toiture et des murs, de telle sorte que l'air intérieur chaud ne vienne pas en contact avec ces surfaces de toiture et de murs et cause ainsi des pertes de chaleur. L'admission d'air telle que celle décrite ci- dessus réduit l'infiltration de l'air extérieur dans la partie inférieure de l'immeuble, ce qui permet de récu- pérer la chaleur qui plane en couches dans la partie supérieure, et d'utiliser celle-ci pour chauffer l'air qui est admis et dirigé vers le bas Fondamentalement, le procédé consiste à faire pénétrer une certaine quan- tité d'air de l'extérieur en correspondance avec la toi- ture, de manière à former une barrière emp 9 chant l'air chaud intérieur de venir en contact avec la toiture elle-même en causant des pertes de chaleur L'air intro- duit dans le local se déplace vers le bas, en absorbant de la chaleur en provenance des couches supérieures d'air chaud, jusqu'à ce qu'il atteigne la zone inférieure à la température désirée. Pour éviter que l'air introduit dans le local se dirige vers le bas en suivant des lignes d'écoulement localisées, il est prévu d'utiliser une barrière poreuse qui assure une distribution uniforme de l'écoulement sur toute la surface de l'immeuble. Les figures 1 à 4 des dessins annexés montrent différents modes d'application du procédé conforme à l'invention. La figure 1 est une vue en coupe schématique d'un immeuble divisé en deux par un double plafond 1 consistant en une barrière poreuse, de préférence trans- lucide, qui détermine, au-dessous de la toiture, une zone 2 dans laquelle, à travers un conduit 3 et un pas- sage de distribution 4, est admise, à partir de l'exté- rieur, une quantité d'air suffisante pour maintenir cette zone en surpression par rapport à la zone infé- rieure, la paroi poreuse provoquant une perte de direc- tion d'écoulement. Une telle pression s'étale uniformément sur toute la surface de la barrière 1, et, en conséquence, le flux d'air passe à travers le double plafond qui le dirige vers le bas Cet air absorbe la chaleur répandue dans le local supérieur et atteint la zone inférieure à la tempé- rature désirée. Grâce à ce système, une isolation thermique de la toiture est réalisée par le fait que la pression plus élevée de la zone 2 s'oppose à ce que l'air chaud présent dans le local inférieur s'élève jusqu'au contact avec le toit Grâce à l'air surpressé présent dans le local supé- rieur, il est alors possible d'éviter les infiltrations d'air froid correspondantes dans la partie inférieure des locaux, o des ouvertures d'entrée sont habituellement prévues. Le double plafond 1 est avantageusement réalisé en un matériau transludice permettant le passage de la lumière en cas de sheds avec-élciarage par le haut. La figure 2 montre la coupe d'un batiment isolé- au moyen de système conforme à l'invention, dans le cas o l'utilisation d'une barrière poreuse n'est pas oppor- tune ou m 8 me impossible. Dans ce cas, l'air extérieur peut 8 tre introduit, par exemple au moyen d'un ventilateur ou autre dispositif connu, toujours à travers un conduit 5 et un passage 6, mais des déflecteurs doivent 9 tre prévus pour obtenir que l'air entre en contact avec la totalité de la surface intérieure de la toiture De cette manière, l'air a ten- dance à adhérer tangentiellement à la surface, conformé- ment au principe de Coanda, de sorte qu'un véritable coussin d'air froid est interposé entre l'intérieur et la toiture Ce coussin d'air empêche l'air chaud d'atteindre la toiture o la chaleur s'échapperait. Dans la figure 3 est représenté schématiquement un immeuble par exemple une serre en verre ou analogue, dans lequel le double plafond 7 est constitué au moyen de plusieurs éléments tubulaires gonflables 8, de préfé- rence réalisés en matériau transparent, par exemple du polyéthylène, Aux endroits o se situe une perte consi- dérable de chaleur, c'est-à-dire à travers les parois, notamment dans le cas de surfaces de verre de grande dimension, il est possible d'appliquer la barrière po- reuse également contre les parois comme le montre sché- matiquement la figure 4 Un espace vide 10 est alors formé le long des parois par la barrière poreuse trans- lucide 9 Dans cet espace, se répand l'IF:-ir qui a été pré- cédemment admis dans la partie supérieure, toujours à travers un conduit 11 et un passage de distribution 12. Etant donné que la quantité de chaleur qui est perdue à travers une paroi est proportionnelle à la différence entre la température extérieure et la tempé- rature intérieure, le procédé conforme à 1 invention prévoit l'admission d'une certaine quantité d'air dans la partie supérieure d'un immeuble industriel, de manière à former, en correspondance avec la surface intérieure de la toiture et des murs, un coussin d'air s'opposant à ce que la chaleur parvienne au contact de cette toiture et de ces murs. L'air est dispersé de manière à isoler correcte- ment les surfaces de dissipation et à récupérer la chaleur étalée en couches dans la partie supérieure du local, cette chaleur étant utilisée pour chauffer l'air admis de l'extérieur De cette manière, la dissipation de chaleur à travers la toiture est évitée de sorte que la température extérieure et intérieur au voisinage du mur sont les memes. En outre, l'établissement d'une surpression maintenue à l'intérieur du bâtiment empêche l'air froid de s'infiltrer dans la partie inférieure Grâce à quoi sont évités les inconvénients de soulèvement de poussière. Le procédé de l'invention peut être utilisé de diverses manières, par exemple dans la construction de serres en verre, détables, de gymnases, de piscines, locaux de réunion, cinémas, théâtres etc Il peut être appliqué à la fois auxitoitures et aux murs, ou- aux surfaces de verre seulement Dans ce dernier cas, un intervalle approprié est créé au moyen d'une barrière poreuse translucide. Les installations expérimentales ont été consta- tées amorties en un temps tr's court grâce aux améliora- tions et à l'économie importante d'énergie Diverses modifications d'adaptation sàont possibles sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S ) Procédé pour le conditionnement de l'air, en particulier d'immeubles industriels, caractérisé en ce qu'est prévue une couche isolante en correspondance avec la surface intérieure de la toiture et des murs, par une admission d'une quantité d'air de l'extérieur ( 4), tangen- tiellement à la toiture et aux murs. 2 ) Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé en ce qu'on admet dans l'espace chauffé de l'air A la température extérieure, ou, de toute;manière, à une température inférieure à celle de l'espace, cet air étant répandu sur les surfaces de dispersion. ) Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'espace A chauffer est placé en surpression en admettant de l'air extérieur en corres- pondance avec la zone supérieure de l'immeuble. ) Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que de l'air A la température extérieure est admis à travers des passages prévus dans la partie supérieure de l'immeuble. ) Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que, dans la partie supérieure de l'immeuble, est formé un espace sous sur- pression et un flux d'air est transmis uniformément A partir de cet espace surpressé dans la zone située en- dessous. ) Installation pour l'application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 a 5, ca- ractérisée par une barrière poreuse en correspondance avec la partie supérieure de l'immeuble, cette barrière délimitant une zone au-dessous de la toiture, des moyens étant prévus pour prélever de l'air de l'extérieur et l'injecter dans ladite zone en y maintenant un état de surpression par rapport à la zone inférieure. 70) Installation suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la barrière poreuse est réalisée en un matériau transludice. ) Installation suivant l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que la barrière est constituée par des tubes gonflables juxtaposés. ) Installation suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que la barrière s'étend près des murs latéraux de manière à réserver un espace vide en correspondance avec des parois en verre ou des fenêtres. ) Installation pour l'application du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour l'ad- mission d'air dans la partie supérieure de l'immeuble, ainsi que des moyens pour convoyer cet air le long de la toiture et de la partie supérieure des murs.