Brevet FR2522122A1 — publié le 19830826

L'invention se rapporte à un dispositif de ventilation automatique assurant l'interconnexion des circuits d'un chauffage par capteurs solaires susceptible de relier successivement le circuit desdits capteurs au circuit de chauffage des locaux ou au circuit d'accumulation et de stockage, et inversement de relier ce circuit d'accumulation du circuit de chauffage en isolant le circuit des capteurs. Les circuits précités sont d'usage classique, mais jusqu'à présent leur interconnexion était généralement obtenue par action sur des éléments indépendants les uns des autres. L'invention se propose donc de centraliser et d'automatiser cette manoeuvre en utilisant en particulier un caisson à compartiments auxquels aboutissent les quatre circuits pre- cites, les volets obturateurs de chaque circuit etant reliés entre eux deux à deux de manière qu'à l'ouverture d'un circuit correspond la fermeture de l'autre. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description et des revendications qui suivent, faites en regard des dessins annexés dans les quzis : - la figure 7 est un schema d'installation de chauffage solaire dont l'invention se propose d'assurer l'au tomaticite de fonctionnement ; - la figure 2 est une coupe en plan du caisson distributeur ; - les figures 3 et 4 montrent le mécanisme d'obturation alternative des canalisations aboutissant à chaque compartiment du caisson distributeur ; - la figure 5 est un schéma électrique permettant cet automatisme total. Comme on voit sur le schéma de la figure 1, qui représente en coupe une maison à chauffage solaire, un caisson distributeur DD reçoit le circuit A venant des capteurs CP > les circuits B et C le reliant à l'accumulateur de stockage AS et le circuit D aboutissant aux locaux à chauffer. Ce caisson DD (Fig.2) comporte trois compartiments un compartiment d'aspiration AB auquel aboutissent les circuits A et B, un compartiment central CM communiquant avec le compartiment AB au travers du filtre FL ; le ventilateur VE aspire l'air de CM et le refoule par une manchette dans le troisième compartiment CD duquel partent les circuits C et D. Selon l'invention, les ouvertures des compartiments AB et CD auxquelles aboutissent ou partent ces circuits, sont pourvues d'obturateurs etanches à mouvements synchrones deux à deux (A avec B - C avec D). Le mécanisme permettant d'obtenir ce resultat est visible sur les figures 3 et 4. Dans l'angle intérieur des compartiments AB et CD compris entre les ouvertures A/B et C/D, se trouve un axe vertical 1 supporté par des colliers tels que 2 fixes au caisson. Sur cet axe 1 peut tourner un tube 3 duquel est solidaire un bras perpendiculaire 4 dont l'usage sera décrit plus loin. Le volet obturateur 5,fermant l'orifice A du compartiment AB (ou le volet 5a pour l'orifice C du compartiment CD) et le volet obturateur 6 fermant l'orifice B du compartiment AB (ou le volet 6a pour l'orifice D du compartiment CD) > peuvent pivoter grâce à des charnières telles que 7. Au-dessous du caisson sont fixés deux servo-moteurs SM1 - SM2 commandant chacun le déplacement d'un groupe de volets. Chaque servo-moteur comportant une tige de poussée 8 à l'extrémité libre de laquelle est articulée une bielle 9 solidaire du tube 3 pouvant donc tourner selon l'axe 1. Sur la face intérieure de chaque volet est fixé un support tel que 10 duquel est solidaire un collier 11 coulissant sur la tige du bras 4 tournant avec le tube 3. I1 est aisé de comprendre que le servo-moteur peut ainsi déplacer le groupe des volets 5/6 depuis la position ou le volet 5 obture l'orifice A, (l'orifice B étant alors libre) jusqu'à une position ourle volet 6 obture l'orifice B, l'orifice A etant alors libre. Les servomoteurs sont réglés pour que leur poussée ou leur traction ne s'arrêtent qu'en fin de course, c'est- -dire quand l'un des volets est completement ouvert et l'autre complètement fermé. Bien entendu chacun de ces volets sont pourvus de joints d'étanchéité. Le problème de l'asservissement se réduit donc à commander, d'une manière adéquate, ces servo-moteurs, en fonction des informations recueillies sur les conditions atmosphériques intérieure et extérieure. L'installation électrique d'un mode de réalisation permettant un automatisme total est représentée à la figure 5. Elle est alimentée en basse tension alternative (24 v) au-travers d'un transformateur de tension TR et en dépendance d'interrupteurs tels que IF1 et IF2. Elle comporte trois lignes La premiere alimente le servo-moteur SM1 commandant la manoeuvre du double volet 5-6 du compartiment d'aspiration AB. Elle est en dépendance du thermostat TC (départ des capteurs) d'un relai R1 et en parallèle d'un commutateur manuel à deux etages C1. La seconde ligne alimente le servo-moteur SM2 commandant la manoeuvre du double volet 5a-6a du compartiment de refoulement CD. Elle est en dépendance d'une sonde d'ambiance SA placée dans le local à chauffer, d'un régulateur RSU et en parallèle d'un commutateur manuel à deux étages C2. La troisieme ligne alimente le ventilateur VE, elle est en dépendance d'un relai R2 en parallèle d'un commutateur manuel à un seul étage C3, mais aussi du relai R1, si bien que le ventilateur tourne quand l'un de ces relais se ferme. Le fonctionnement automatique peut être decrit de la maniere suivante en regard de la figure 5. Quand il y a du soleil, le thermostat TC ferme le circuit d'alimentation de la bobine du relai R1. Le noyau de cette bobine établit alors les contacts entre 12/13 (alimentation du servo-moteur SM1 qui place le volet 5 en position d'ouverture et le volet 6 en position de fermeture) et entre 14/15 (alimentation du ventilateur VE). De son côté la sonde d'ambiance SA pour une température dans le local, située au-dessous de son seuil, agit sur le regulateur RSU dont se ferment d'une part les contacts 16/17 (alimentation du servo-moteur SM2 qui place le volet 5a en position de fermeture et le volet 6a en position d'ouverture et l'alimentation de la bobine du relai R2 qui ferme les contacts 18/19 fermant le circuit d'alimentation du ventilateur VE) et d'autre part les contacts 20/21 des dispositifs de chauffage d'appoint (convecteur électrique par exemple). Si les locaux n'ont pas besoin d'être chauffés, leur température étant superieure au seuil de la sonde SA l'air chaud est dérivé vers l'accumulateur de stockage AS, du fait que les contacts 16/22 se fermant, le servo-moteur est alimenté dans le sens ou il produit l'ouverture du volet 5a et la fermeture du volet 6a. Parallèlement, l'ouverture des contacts 20/21 arrête le chauffage d'appoint. S'il n'y a pas de soleil, le thermostat TC reste ouvert, le relai R1 n'est pas alimenté mais en cette situation ses contacts 23/24 sont fermés, si bien que le servomoteur SM1 est alimente dans le sens de la fermeture du volet 5 et l'ouverture du volet 6,parallelement les con duits 14/15 s'ouvrent, le ventilateur s'arrête. L'installation automatique qui vient d'être décrite est plus particulierement utilisable en hiver, mais il peut être souhaitable de la doubler par une commande manuelle notamment pour l'été. C'est la raison pour laquelle chaque ligne comporte un commutateur en parallele avec les relais dont il vient d'être question. Le commutateur C1 règle les deux mouvements inverses du servo-moteur SM1 donc l'ouverture ou la fermeture du volet 5 conjointement à la fermeture ou à l'ouverture du volet 6. Le commutateur C? a même fonction pour les mouvements inverses du servo-moteur SM2 produisant l'ouverture ou la fermeture du volet 5a conjointement à la fermeture ou à l'ouverture du volet 6a. le commutateur C3 provoque la marche ou l'arrêt du ventilateur VE. En résume : dans les différents cas d'utilisation ci-après, la position des volets 5-6-5a-6a est telle que les circuits sont en hiver (commande automatique) a) lorsqu'il y a du soleil et une demande de chauffage, (circuit des flèches F1 figure 1) A ouvert B fermé C fermé D ouvert L'air réchauffe dans les capteurs est souffle dans les locaux. b) Lorsqu'il y a du soleil mais pas de demande de chauffage, (circuit des flèches F2 figure 1) A ouvert B fermé C ouvert D ferme L'air réchauffé dans les capteurs traverse de haut en bas la masse thermique à laquelle il cède sa chaleur. c) Lorsqu'il n'y a pas de soleil et une demande de chauffage, (circuit des flèches f3 figure 1) A fermé B ouvert C fermé D ouvert L'air repris dans la maison traverse la masse thermique de bas en haut ou il se réchauffe avant d'être soufflé dans les pieces prsncipales. Bien entendu, en eté il est possible, en adjoignant un circuit E d'entrée d'air frais commandé par un regis-- tre manuel,de stocker de l'air froid la nuit et de ra fraichir les locaux- le jours par charge de cet air. Pour cette application, la position des volets 56-5a-6a est telle que les circuits sont d) ete nuit : charge du stockage (froid) A ouvert B ferme C ouvert D ferme E ouvert Le ventilateur aspire de l'air provenant en partie des capteurs, en partie de l'extérieur. Cet air transite de haut en bas la masse thermique de l'accumulateur AS qu'il rafraichit. L'excès d'air est evacué à l'extérieur. e) été jour : décharge du stockage et ventilation naturelle des capteurs A ferme B ouvert C fermé D ouvert E ouvert L'air repris dans la maison traverse la masse ther mique de l'accumulateur AS de bas en haut, ou il se rafraichit avant d'être soufflé dans les locaux. S'il y a du soleil les capteurs sont ventilés par tirage naturel. L'air de compensation pénètre dans la maison par des orifices ouverts en façade nord. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de ventilation automatique assurant l'interconnexion des circuits d'un chauffage par capteurs solaires, susceptible de relier successivement le circuit d'air chaud venant desdits coapteurs, soit au circuit de chauffage des locaux, soit au circuit de stockage de cet air chaud dans un accumulateur et inversement de relier cet accumulateur au circuit de chauffage, chaque circuit étant en dépendance d'un volet mobile d'obturation, ca ractgrisé en ce que le circuit d'air chaud (A) le circuit de charge (B) de l'accumulateur (AS), le circuit de charge (C) dudit accumulateur et le circuit de chauffage des locaux (D) aboutissent à un même caisson (DD), les volets de commande (5,6,5a,6a) de ces circuits étant solidairement mobiles deux à deux tels que par paire l'un soit ouvert, l'autre fermé. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractdrisd en ce que ledit caisson comporte un compartiment d'aspiration (AB) auquel aboutissent les circuits d'air chaud (A) et de charge (B) de l'accumulateur (AS) et un compartiment de refoulement (CD) auquel aboutissent les circuits (C) de charge de cet accumulateur 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractd- risa en ce que le compartiment d'aspiration (AB) est séparé du compartiment de refoulement (CD) par un compartiment intermédiaire (CM), à l'intérieur duquel est placé un ventilateur (VE) relié par une manchette au compartiment d'aspiration (AB) et au-travers d'un filtre (FL) au compartiment de refoulement.(CD). 4.- Dispositif selon l'une des revendications précedentes, caractdrisd en ce que les orifices des circuits d'aspiration (A et B) et les orifices des circuits de refoulement (C et D) sont disposés dans des plans perpendiculaires, leurs volets respectifs (5/6) ou (5a/6a) pla cés à l'intérieur des compartiments extrêmes (AB ou CD) decrivant sensiblement un arc de cercle de 900 entre la position ou le volet (5) ou (5a) ferme l'orifice (A) ou (C) jusqu'a la position où le volet (6) ou (6a) ferme l'orifice (B) ou (D). 5.- Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que des servo-moteurs (SM1 et SM2) déplacent ces volets articules sur les parois interieures des compartiments par des charnieres (7) d'une des positions extrêmes à l'autre. 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractd- risa en ce que ce servo-moteur (SM) fait tourner un arbre (3) vertical, duquel est solidaire un bras (4) sur lequel peut coulisser deux colliers (11) ou anneaux, chacun d'entre eux étant relie à un des volets (5) ou (6) (5a/6a). 7.- Dispositif selon la revendication 5, caracté risa en ce que les servo-moteurs sont mis alternativement sous tension pour tourner dans les deux sens au moyen d'n relai inverseur. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractg- risd en ce que le servo-moteur (SM1) commandant les deplacements des volets (5-6) du compartiment d'aspiration (AB) a ses circuits fermés par un relai dépendant d'un thermostat placé dans le circuit d'air chaud. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisa en ce que le servo-moteur (SM2) commandant les déplacements des volets (5a-6a) du compartiment de refoulement (CD) a ses circuits fermés par un régulateur dépendant d'une sonde d'ambiance placée dans le local à chauffer. 10.- A titre d'application du dispositif selon l'une des revendications précédentes, une installation caracté risé en ce que le conduit d'air chaud (A) peut être ali menté en air froid au moyen d'une entrée d'air (E) en dépendance d'un registre manuel.