Brevet FR2513359A1 — publié le 19830325

La présente invention concerne et a essentiellement pour objet un dispositif d'asservissement automatique des conditions de fonctionnement d'un appareil de ventilation, dans une installation de ventilation, en fcmdcicn de la demalldedg usagers, et rne instXlal: de va?tillatia? comprenant ce dispositif. Elle vise plus spécialement un dispositif d'asservissement automatique des conditions de fonctionnement d'un appareil de ventilation d'une installation de ventilation d'un ensemble de locaux tels que logements, locaux industriels, ou analogues, pour permettre des variations volontaires et importantes des débits de ventilation de certains locaux desservis par le même ventilateur, pris séparément, sans modifier de manière sensible le débit de ventilation des autres locaux desservis par ce ventilateur. En effet, une installation de ventilation par exemple d'un immeuble comprenant plusieurs logements, comprend généralement un ou plusieurs conduits principaux de ventilation à une des extrémités desquels est monté un appareil de ventilation ou ventilateur. A partir de ce ou ces conduits principaux, des conduits secondaires de ventilation débouchent à travers des bouches de ventilation dans les différentes pièces de chaque logement. Il est ainsi possible aux usagers, par réglage du degré d'ouverture de chaque bouche de ventilation de régler le débit de ventilation de chaque pièce indépendamment les unes des autres. Par exemple, l'usager ouvrira la bouche de ventilation d'une cuisine seulement pendant l'utilisation de celle-ci.Ainsi, notamment aux heures de la préparation des repas, le débit de ventilation de l'immeuble est très important, tandis que,en soirée,ce débit est nettement plus faible. Toutefois certaines pièces de ces logements doivent avoir un débit constant de ventilation Dans une installation de ventilation normale, le ventilateur qui fonctionne sur la partie descendante de sa caractéristique , c'est-à-dire dans une zone où la pression totale décroît quand le débit augmente, notamment pour des raisons économiques et de stabilité du ventilateur, lors de variations importantes du débit de ventilation de l'immeuble, il n'est pas possible de réaliser une variation contrôlée du débit de ventilation de chaque logement indépendamment des autres, et a fortiori de chaque pièce de ces logements.En effet, par exemple, quand les débits augmentent, les pertes de charge dans les conduits de ventilation situés entre les locaux et le ventilateur augmentent et, simultanément, la dépression du ventilateur diminue. Pour résoudre ce problème, il a déjà été proposé d'utiliser un ventilateur comprenant deux vitesses de rotation. Toutefois, notamment dans les installations de ventilation d'immeubles, un dispositif de commutation automatique entre les deux vitesses du ventilateur, asservi à la demande des usagers, est très difficilement réalisable. La présente invention a pour but notamment de résoudre ce problème, en proposant un dispositif d'asservissement d'un appareil de ventilation ou ventilateur en fonction des variations du débit de ventilation d'un ensemble de locaux , qui permet d'inverser le sens de variation de la caractéristique du ventilateur, c'est-àdire que lorsque le débit augmente laderession totale croît. Ainsi, il est possible de maintenirune pression totale sensiblement constante dans les conduits principaux de ventilation et donc de contrôler le débit de ventilation de chaque logement ou chaque local, sans modifier sensiblement le débit de ventilation dans les autres logements ou locaux. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'asservissement automatique des conditions de fonctionnement d'un appareil de ventilation ou ventilateur d'une installation de ventilation d'un ensemble de locaux tels que des logements ou locaux industriels par exemple, en fonction du débit de ventilation requis dudit ensemble de locaux, ledit ventilateur étant monté à une extrémité d'un ou plusieurs conduits principaux ou communs de ventilation, des conduits secondaires reliés auxdits conduits principaux et débouchant dans chaque local ou logement à travers des bouches de ventilation à ouverture et fermeture commandées manuellement ou automatiquement pour contrôler le débit de ventilation de chaque local, caractérisé en ce que ledit dispositif d'asservissement comprend un moyen de détection des variations des débits de ventilation dudit ensemble de locaux , provoquées par la variation du degré d'ouverture de certaines desdites bouches de ventilation, et des moyens de commande, asservis à ce moyen de détection, pour faire varier la perte de charge dans le conduit de refoulement et/ou le conduit d'aspiration dudit ventilateur. Ainsi, la création d'une perte de charge variable dans le conduit de refoulement ou le conduit d'aspiration du ventilateur permet d'inverser le sens de variation de la caractéristique du ventilateur, et donc de compenser, par exemple lorsque le débit de ventilation diminue, la diminution de la perte de charge dans le réseau par la création d'une perte de charge additionnelle,etdonc de maintenir unedépession sensiblement constante dans le ou lesdits conduits principaux de ventilation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le moyen de détection précité comprend un volet monté en pivotement libre dans une section transversale du conduit de refoulement précité du ventilateur, l'angle d'inclinaison dudit volet par rapport à la section transversale droite dudit conduit etant fonction du débit d'air refoulé par le ventilateur, et un appareil relié solidairement audit volet et émettant un signal proportionnel audit angle d'inclinaison, ledit signal étant transmis aux moyens de commande précités. Avantageusement, l'appareil émettant un signal est un potentiomètre rotatif dont'l'axe de rotation est solidaire du volet de détection précité. Les dimensions du volet de détection sont très inférieures à celles de la section transversale dudit conduit, et son poids est ajustable pour permettre son utilisation avec des ventilateurs de différentes puissances. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les moyens de commande précités comprennent un ou des éléments de régulation montés de manière pivotante dans le conduit de refoulement et/ou le conduit d'aspiration du ventilateur, pour créer une perte de charge variable et ajustable dans lesdits conduits, et un organe de commande du pivotement du ou desdits élements de régulation, l'organe de commande étant asservi au signal précité émis par le moyen de détection. De préférence, l'élément de régulation précité est un volet monté dans une section transversale du conduit de refoulement, l'angle d'inclinaison dudit volet de régulation par rapport à la section droite transversale du conduit étant réglé et commandé par 1' organe de commande précités. En outre, l'élément précité de régulation peut être également des inclineurs montés radialement autour d'un moyeu central, dans le conduit d'aspiration du ventilateur, et pivotants autour de leur axe radial, le pivotement de ces inclineurs étant commandé et contré par l'organe de commande précité. Avantageusement, cet organe de commande précité est un moteur électrique linéaire alimenté par le signal précité des moyens de détection. Ainsi, par réglage de l'orientation soit du volet de régulation soit des inclineurs il est possible, en fonction de l'angle d'inclinaison du volet de détection, et donc en fonction du débit de ventilation requis par 11 ensemble de locaux, de créer une perte de charge convenable soit dans le conduit de refoulement du ventilateur soit immédiatement en amont du ventilateur, dans le conduit d'aspiration, pour assurer une variation contrôlée du débit d'un ou plusieurs locaux indépendamment des autres. Par ailleurs, selon l'invention, il est possible de régler le rapport entre l'angle d'inclinaison du volet de régulation ou des inclineurs et l'angle d'inclinaison du volet de détection par addition d'une résistance montée en parallèle sur le potentiomètre précité. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre de deux modes de réalisation préférés de l'invention, faite en référence aux dessins schématiques annexés , donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est un diagramme représentant les courbes caractéristiques de travail d'un ventilateur; - la figure 2 est une vue schématique en perspective illustrant un premier mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention monté sur un ventilateur d'une installation de ventilation; - la figure 3 est une vue schématique en perspective illustrant un second mode de réalisation du dispositif de l'invention monté sur un ventilateur ; et - la figure 4 est une vue schématique et générale illustrant une installation de ventilation d'un immeuble. En se référant à la figure 4, une installation de ventilation d'un ensemble de plusieurs locaux, comprend un conduit de ventilation 1 principal dont une extrémité est reliée à un ventilateur 2. Par ailleurs, l'installation de ventilation comprend des conduits de ventilation secondaires 3a,3b,3c,3d reliantle conduit principal 1 de ventilation à chaque logement ou local 4a, 4b,4c,4d tique cuisine, salle de bains,W.C., etc., à travers des bouches de ventilation Sa, 5b,5c,commandées automatiquement ou manuellement par l'usager en fonction de ses besoins. Dans une telle installation, avec le dispositif de l'invention monté sur le ventilateur 2, il est possible de contrôler le débit de ventilation du logement ou local 4a par exemple, par ouverture ou fermeture de la bouche de ventilation 5a, sans pour cela perturber le débit de ventilation des autres logements ou locaux 4b, 4c,d. En se référant à la figure 2, un ventilateur 2 comprend deux conduits la, lb reliés à l'ouverture d'aspiration 6 du ventilateur 2 et reliés aux conduits principaux 1 de ventilation d'un ensemble de locaux, par exemple. Dans le conduit de refoulement 7 du ventilateur, est monté un dispositif 8 conforme à l'invention. Ce dispositif comprend un moyen de détection constitué par un volet de détection 9 fixé solidairement sur un axe 10 qui peut tourner librement dans deux éléments de support lla llb fixés sur une structure de support 12. Sur un de ces éléments de support la est fixé, par exemple, un potentiomètre 13 rotatif dont l'axe est relié solidairement à l'axe de support 10. Le volet 9 de détection est une plaque pouvant obstruer, une faible partie de la section transversale du conduit de refoulement 7 du ventilateur 2. Selon la puissance du ventilateur 2, il est possible d'augmenter le poids ou la surface du volet 9 pour obtenir des déplacements angulaires de ce volet 9 appropriés et convenables par rapport aux variations de débit à détecter. Le dispositif 8 de l'invention comprend également des moyens de commande comportant un élément de régulation, qui est dans le mode de réalisation illustré à la figure 2, un volet de régulation 14 de forme sensiblement analogue au volet de détection 9 , mais de dimensions supérieures à celles de ce volet 9. Ainsi, la surface des volets 9 et 14 correspond, par exemple, à la surface due la section transversale du conduit de refoulement 7. En outre, le volet de régulation 14 est monté pivotant autour de l'axe de support 10. Ces moyens de commande comprennent également un organe de commande du volet de régulation 14 , constitué, par exemple, par un moteur électrique linéaire 15 dont la partie fixe 15a est solidaire du volet 14 et la partie mobile 15b est montée pivotante autour d'un axe 16 monté solidaire de la structure de support 12 par des pattes de support 17a, 17b, par exemple. Ce moteur électrique linéaire 15 est relié par la liaison MeSHQue 18 rqt éeentraits fantômes, au potentiomètre 13, et est alimenté par le signal émis par ce potentiomètre. Avantageusement, une résistance 19 , de préférence réglable, est montée en parallèle avec le potentiomètre 13 pour permettre de régler le rapport entre le déplacement angulaire du volet de régulation 14 et celui du volet de détection 9, en d'autres termes pour fixer un rapport de transmission des deux déplacements angulaires. Ainsi, à titre d'exemple, un déplacement angulaire de l'ordre de 300 environ du volet de détection 9 correspond à un déplacement angulaire du volet de régulation 14 de l'ordre de 900 environ. Toutefois, ce rapport de transmission est avantageusement réglé au cours des essais de l'installation de ventilation comprenant le dispositif 8 conforme à l'invention. Un second mode de réalisation préféré de l'invention, illustré à la figure 3 se différencie du premier mode de réalisation par le fait que les moyens de commande comprennent comme élément de régulation des inclineurs 20 montés radialement sur un moyeu central 21 disposé dans le conduit d'aspiration 6 du ventilateur 2. Ces inclineurs 20 sont montés pivotants autour de leur axe radial de support (non illustré), leur degré d'inclinaison par rapport à la section transversale du conduit d'aspiration 6 étant commandé par un système de barres articulées 22a, 22b et de rotules montées sur le moyeu central 21. Ces barres articulées 22a, 22b sont actionnées par le moteur électrique linéaire 15 relié électriquement auKmoyers de détection 9, 13 monté dans l'orifice 7 de refoulement du ventilateur 2. La partie fixe 15a de ce moteur linéaire est, par exemple fixée sur une patte de support 23 solidaire du carter du ventilateur 2 ou d'une structure de support semblable à la structure 12 de la figure 2. En se référant à la figure 1 , on décrira maintenant le fonctionnement d'une installation de ventilation comprenant un dispositif 8 conforme à l'invention monté sur le ventilateur. La courbe A en trait plein de la figure 4 représente la caractéristique du ventilateur , c'est-à-dire la courbe representative des conditions de fonctionnement d'un ventilateur , ou en d'autres termes la relation entre la différence de pression dS P et le débit Q , pour un ventilateur ne comportant pas le dispositif de l'invention. La courbe B, en trait pointillé , représente les conditions de fonctionnement d'un ventilateur sur lequel a été monté un dispositif conforme à l'invention. L'effet du dispositif de l'invention est donc d'inverser le sens de variation de la caractéristique du ventilateur. A titre d'exemple, le point de fonctionnement d'une installation de ventilation conforme à l'invention est représenté par le point Po de la courbe B correspondant à un débit Qo et à une différence de pression fS Po Suite à l'ouverture d'une ou plusieurs bouches de ventilation Sa, 5b dans des locaux ou logements 4a, 4b le débit de ventilation augmente à la sortie de refoulement 7 du ventilateur 2, provoquant ainsi le pivotement du volet de détection 9, librement articulé dans le sens de l'ouverture et donc une rotation du potentiomètre 13. Le signal électrique émis par ce potentiomètre induit un déplacement du moteur linéaire électrique 15 et donc un pivoteront du volet de régulation 14 dans le même sens d'ouverture que le volet 9. Avantageusement, le moteur linéaire est adapté pour avoir un temps de réponse à une variation de signal du potendiomètrerelativement long, de l'ordre de 30 secondes à 1 minute environ. Ainsi, ceci évite un déplacement angulaire du volet 14 suite à des variations intempestives et très brèves du débit d'air, et donc assure une grande stabilité du dispositif de régulation de l'invention. L'ouverture du volet 14 provoque une diminution de la perte de charge créée dans le conduit de refoulement 7, et par conséquent la différence de pression disponible ss P augmente. Pendant l'ouverture du volet 14, le volet 9 se referme progressivement jusqu'à une position d'équilibre de ce volet 14. Le nouveau point P1 représentatif du fonctionnement du ventilateur correspond à un débit Q1 du ventilateur et à une différence de pression A P1. Ainsi, la différence de pression EPC dans le conduit 1 est maintenue sensiblement constante, de manière à ne paS perturber les débits de ventilations dans les locaux dont la bouche de ventilation n'a pas été manoeuvrée. Par ailleurs, la pente de la courbe B est fonction du rapport entre les déplacements angulaires du volet 14 et du volet 9 ; et de la vitesse de rotation du ventilateur qui fixe la différence de pression disponible d Pm pour le débit maximum prévu, Qm le volet 14 étant alors en position d'ouverture maximale, en d'autres termes aucune perte de charge n'étant créée dans le conduit de refoulement 7 ou d'aspiration 6 du ventilateur. Enfin la courbe B est également obtenue à partir du calage angulaire du point 0 du potentiomètre rotatif 13 par rapport à la position du volet de détection 9. Par ailleurs, le moteur électrique linéaire 15 comprend un ressort de rappel (non représenté) qui permet en cas de coupure d'alimentation(parleune panne électrique) de ramener et maintenir le volet de régulation 14 en position complètement ouverte , pour laisser subsister un débit minimum de ventilation par tirage naturel. Ainsi, le dispositif de l'invention , monté sur un ventilateur d'une installation de ventilation d'un ensemble de locaux rend possible des variations volontaires importantes de débit de ventilation de chaque local desservi par le même ventilateur, indépendamment les uns des autres et sans perturbation sensible des débits de ventilation des autres locaux (le débit total de ventilation variant dans un rapport pouvant être égal jusqu'à 2,5 environ). Ce dispositif est entièrement autonome et peut être monté et adapté sur toute installation de ventilation existante, quelle que soit, par exemple, la puissance du ventilateur. De plus ce dispositif est très simple et d'un fonctionnement très fiable. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. C'est ainsi que l'élément de régulation peut être tout élément permettant de créer une perte de charge réglable dans un conduit, l'organe de commande 15 peut être tout organe permettant de provoquer un déplacement de l'élément de régulation en réponse à un signal de détection, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'asservissement automatique des conditions de fonctionnement d'un appareil de ventilation ou ventilateur d'une installation de ventilation d'un ensemble de locaux tels que, par exemple, des logements, en fonction du débit de ventilation requis dudit ensemble de locaux, ledit appareil de ventilation étant monté à une extrémité d'un ou plusieurs conduits principaux et communs de ventilation, ces conduits principaux débouchant dans lesdits locaux à travers des bouches de ventilation à ouverture et fermeture commandées manuellement ou automatiquement pour contrôler le débit de ventilation de chaque local, caractérisé en ce que ledit dispositif d'asservissement comprend un moyen de détection des variations du débit de ventilation dudit ensemble de locaux, provoquées par la variation du degré d'ouverture de certaines desdites bouches de ventilation, et des moyens de commande, asservis à ces moyens de détection, pour faire varier la perte de charge dans le conduit de refoulement (7) et/ou le conduit d'aspiration (6) dudit ventilateur (2). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de détection précité comprend un volet (9) monté en pivotement libre dans une sectiontransversale du conduit de refoulement (7) précité du ventilateur (2), l'angle d'inclinaison dudit volet (9) par rapport à la section transversale droite dudit conduit (7) étant fonction du débit d'air refoulé par le ventilateur (2), et un appareil (13) relié solidairement audit volet de détection (9), et émettant un signal proportionnel audit angle d'inclinaison du volet (9), ledit signal étant transmis aut-oyensde commande précités 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'appareil précité émettant un signal est un potentiomètre (13), dont l'axe de rotation est solidaire du volet de détection (9) précitée 4.- Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le volet de détection (9) précité a des dimensions inférieures à celles de la section transversale dudit conduit de refoulement (7). 5.- Dispositif selon la revendication 2 à 4, caractérisé en ce que le volet de détection (13) précité a un poids ajustable en fonction de la puissance du ventilateur (2). 6.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande précités comprennent un ou des éléments de régulation montés de manière pivotante dans le conduit de refoulement (7) et/ou le conduit d'aspiration (6) du ventilateur (2), pour créer une perte de charge variable et ajustable dans lesdits conduits (6, 7), et un organe de commande du déplacement de ou desdits éléments de régulation, asservi au signal précité émis par les moyens de détection. 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen, tel que par exemple une résistance (19), pour régler le rapport entre le déplacement du ou des éléments de régulation et le déplacement angulaire du volet de détection (9) précité. 8.- Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'élément précité de régulation est un volet (14) monté dans une section transversale du conduit de refoulement (7), l'angle d'inclinaison dudit volet de régulation par rapport à la section droite transversale du conduit étant ajusté par l'organe de commande précité. 9.- Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le ou les éléments précités de régulation sont des inclineurs (20) montés radialement autour d'un moyeu central (21) dans le conduit d'aspiration (6) du ventilateur, et de manière pivotante autour de leur axe radial, le pivotement desdits inclineurs étant commandé par 1 'organe de commande précité 10.- Dispositif selon l'une desrevendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'organe de commande précité est un moteur (15) électrique linéaire, alimenté par le signal émis par les moyens de détection précités. 11.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de rappel, tel qu' un ressort, pour maintenir les moyens de régulation en position d'ouverture maximum quand le ventilateur est arrêté. 12.- Installation de ventilation d'un ensemble de locaux tel qu'un ensemble de logements par exemple, du type comprenant un ventilateur monté à une extrémité d'un ou de conduits principaux et communs de ventilation, caractériséeen ce que ledit ventilateur comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes