Brevet FR2529308A1 — publié le 19831230

Groupe de ventilation pour des locaux La présente invention se rapporte à un groupe de ventilation pour des locaux, comprenant, à l'intérieur d'un boîtier pourvu de quatre ouvertures et destiné à être installé de manière que deux desdites ouvertures débouchent à l'intérieur du local à ventiler et les deux autres à l'air extérieur, deux circuits d'air indépendants entre chaque fois une ouverture débouchant à l'intérieur du local et une ouverture débouchant à l'extérieur, à savoir un circuit d'introduction d'air extérieur dans le local et un circuit d'extraction d'air du local, chacun desdits deux circuits comprenant un ventilateur En dehors des systèmes de ventilation centralisée ou collective installes d'origine dans les constructions modernes, il existe, notamment pour des constructions anciennes dépourvues de toute ventilation, des groupes de ventilation du type defini ci-dessus, destinés à desservir genéralement un seul local Ces groupes de ventilation qui sont généralement destinés à être installés sur ou sous une fenêtre ou dans un mur, de façon semblable aux groupes de climatisation, diffèrent fondamentalement de ces derniers par l'absence de groupe frigorifique Ces groupes de ventilation ont donc uniquement pour fonction d'envoyer de l'air extérieur dans le local à ventiler et, simultanément, d'extraire de l'air du local L'air introduit dans le local se trouve par conséquent à la température de l'air extérieur et l'air extrait du local est directement rejeté à l'extérieur La présente invention a pour objet un groupe de ventilation du type défini ci-dessus qui, tout en étant d'un prix de revient nettement inférieur à celui des groupes de climatisation, permet de récupérer une partie des calories contenues contenues dans l'air extrait du local Le groupe de ventilation conforme à l'invention pour des locaux comprend, dans son bottier, un échangeur de chaleur entre un circuit d'introduction d'air extérieur dans le local et un circuit d'extraction d'air du local vers l'extérieur, pour préchauffer ou prérefroidir l'air extérieur avant son introduction dans le local selon que la température de l'air extérieur est inférieure ou supérieure à la température de l'air dans le local Pour pouvoir amener l'air extérieur à une température bien déterminée avant son introduction dans le local, il est avantageux que le circuit d'introduction d'air renferme, en aval dudit échangeur, une résistance chauffante commandée par un thermostat dont la sonde est disposée en aval de ladite résistance A des températures extérieures très basses, l'échangeur de chaleur qui est avantageusement constitué par un empilement de plaques échangeuses séparées par des intervalles étroits, risque de givrer, c'est-à-dire que, sous l'effet de l'air extérieur froid, l'humidité contenue dans l'air intérieur extrait se condense et gèle dans l'échangeur Afin de prévenir une obstruction du circuit d'extraction d'air dû au givrage complet de l'échangeur, le circuit d'extraction d'air comprend des moyens commandant le ventilateur du circuit d'introduction d'air en fonction de la pression de l'air dans le circuit d'extraction. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, lesdits moyens comprennent un volet pivotant monté dans le circuit d'extraction, de préférence en aval de l'échangeur, de manière à être amené d'une position basse qu'il occupe en absence de pression dans le circuit d'extraction à une position haute sous l'effet de la pression de l'air dans ce circuit Ces moyens comprennent en outre, un interrupteur électrique actionné par ledit volet pour couper le circuit électrique d'alimentation du ventilateur du circuit d'introduction d'air lorsque la pression de l'air dans le circuit d'extraction tombe en dessous d'une valeur prédéterminée Grâce à cet agencement particulièrement simple, le volet est normalement maintenu en position haute sous l'effet de la pression de l'air extrait Par contre, en cas de givrage de l'échangeur, la perte de charge dans le circuit d'extraction d'air augmente, la pression de l'air sur le volet diminue, de sorte que ce dernier descend et que l'interrupteur coupe le circuit d'ali mentation du ventilateur du circuit d'introduction d'air. Le ventilateur du circuit d'extraction d'air continue par contre de fonctionner, de sorte que de l'air intérieur chaud continue de traverser l'échangeur et dégivre ainsi ce dernier. De préférence, ledit volet est maintenu en position basse, en absence de pression dans le circuit d'extraction d'air, par un contrepoids réglable. Afin d'accélérer le dégivrage de l'échangeur, il peut être avantageux de placer la résistance chauffante du circuit d'introduction d'air au voisinage de l'échangeur de manière que la chaleur dégagée par cette résistance, lorsque le ventilateur d'introduction d'air est arrenté, contribue au dégivrage de l'échangeur. De préférence, l'interrupteur actionné par le volet pivotant du circuit d'extraction d'air pour commander le ventilateur du circuit d'introduction d'air est constitué par un interrupteur à mercure monté sur le volet pivotant. En se référant au dessin annexé, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un groupe de ventilation conforme a l'invention. La figure tunique du dessin est une vue en plan schématique d'un groupe de ventilation montrant l'implantation des différents éléments du groupe et le tracé des circuits d'introduction d'air et d'extraction d'air. Le groupe de ventilation illustré par le dessin comprend un boîtier l parallélépipédique monté dans une ouverture d'un mur 2, d'une fenêtre ou de toute autre surface de délimitation entre le local à ventiler et l'extérieur. Le bottier 1 renferme, à une extrémite longitudinale, un échangeur de chaleur 3 ayant en plan une forme carrée. L'échangeur 3 est du type å flux croisé et se compose d'une multitude de plaques superposées à faible distance les unes au-dessus des autres. L'échangeur 3 est disposé en diagonale dans le bottier 1, c'est-à-dire de manière que l'un de ses angles soit en contact avec la paroi d'extrémité du boîtier l et deux autres de ses angles en contact avec les deux parois latérales opposées du bottier, alors que le quatrième angle de l'echan- geur est disposé librement à l1intérieur du bottier.L'échangeur 3 délimite ainsi, avec la paroi d'extrémité et les deux parois latérales opposées du boîtier 1, deux espaces triangulaires 4 et 5 séparés dont l'un communique par une ouverture 6 avec le local à ventiler et l'autre par-une ouverture 7 avec l'extérieur. Les deux cotés 3a et 3b de l'échangeur 3 tournés vers lesdits espaces 4 et 5 sont recouverts d'une matière filtrante 8. Un ventilateur 9 est disposé à l'intérieur du bottier 1 en étant reuni avec l'angle libre de l'échangeur 3. Le côté refoulement du ventilateur 9 communique par une ouverture 10 du boîtier 1 avec l'extérieur. A l'extrémité opposée du bottier 1, un ventilateur 11 est monté dans l'angle, côté extérieur, du boîtier 1. L'orifice de refoulement du ventilateur 11 débouche dans un espace divergent 12 qui est délimite par la paroi d'extrémité du boîtier 1 et une paroi de délimitation intérieure 13 qui prolonge le carter du ventilateur 11 jusqu'à la paroi latérale, côte local à ventiler, du bottier 1, en s'écartant de la paroi d'extrémité du boîtier 1. L'espace 12 débouche dans le local à ventiler par une ouverture 14. Une résistance électrique 15 est installée dans l'espace délimité par les deux parois latérales opposées du boîtier 1, les deux ventilateurs 9 et 11, la paroi 13 et l'échangeur 3. Cette résistance 15 est commandée par un thermostat 16, de préférence réglable, dont la sonde de température est disposée dans l'espace 12 de manière à détecter la température de l'air refoulée par le ventilateur 11 par l'ouverture 14 dans le local à ventiler. Un volet 17 est monté pivotant autour d'un axe horizontal dans l'espace triangulaire 18 délimite par un côté 3c de l'échangeur 3, la paroi latérale, côté extérieur, du boîtier 1 et le ventilateur 9. Le volet 17 est maintenu, de préférence par un contrepoids, dans une position sensiblement verticale et peut être éloigné de l'échangeur 3 par pivotement vers le haut autour de son axe horizontal, à l'encontre de l'action du contrepoids. Le volet 17 actionne, lors de son pivotement hors de la position verticale, un interrupteur inséré dans ou commandant le circuit d'alimentation électrique du ventilateur 11 de manière à arrêter le ventilateur 11 lorsque le volet 17 s'est éloigné d'une valeur determinée de sa position verticale De préférence, cette valeur est variable par réglage du contrepoids. L'interrupteur commandant le ventilateur 11 en fonction de la position du volet 17 peut être avantageusement constitué par un interrupteur à mercure monté directement sur le volet 17. Lors de la mise en route des deux ventilateurs 9 et 11, il s'établit, dans le groupe de ventilation, un circuit d'extraction d'air du local à ventiler, indiqué en tirets sur le dessin, et un circuit d'introduction d'air extérieur dans le local à ventiler, indiqué en trait mixte Le circuit d'extraction d'air comprenant le ventilateur 9 passe de l'ouverture 6 à travers l'espace 4, pénètre à travers le filtre 8 par le côté 3a dans l'échangeur 3, quitte l'échangeur 3 par le côté opposé 3d en agissant sur le volet 17, traverse l'espace 18 et pénètre dans le ventilateur 9 pour quitter le groupe par l'ouverture 10. Le circuit d'introduction d'air frais fait passer, sous l'action du ventilateur 11, l'air extérieur aspiré par l'ouverture 7 dans l'espace 5 à travers le filtre 8 et par le côté 3b à travers l'échangeur 3, perpendiculairement au sens de passage de l'air dans le circuit d'extraction d'air. A la sortie de l'échangeur 3 par le côté 3c, l'air extérieur longe la résistance 15, pénètre ensuite dans le ventilateur 11 et est refoulé par ce dernier dans l'espace 12 que l'air quitte par l'ouverture 14. Lorsque la température de l'air extérieur est supérieure à la température de l'air dans le local à ventiler, l'échangeur 3 assure un prérefroidissement de l'air extérieur avant introduction dans le local à ventiler, l'air extrait du local soutirant de la chaleur à l'air extérieur aspiré. Lorsque la température de l'air extérieur est inférieure à la température de l'air dans le local à ventiler, le groupe assure par contre un préchauffage de l'air extérieur, avant introduction dans le local à ventiler, l'air extrait du local à ventiler cédant une partie de sa chaleur à l'air extérieur aspiré. Selon les besoins, il est possible de réchauffer davantage l'air extérieur ainsi préchauffé, à l'aide de la résistance 15, la température de l'air réchauffé étant régulée par le thermostat 16 Tant que la température de l'air extérieur n'est pas très basse, il ne se produit pas de givrage dans l'échangeur 3, de sorte que le volet 17 est maintenu en position haute par la pression de l'air dans le circuit d'extraction d'air, et l'interrupteur actionné par le volet 17 maintient fermé le circuit électrique d'alimentation du ventilateur il. Si, par contre, la température de l'air extérieur devient suffisamment basse pour provoquer un givrage de l'échangeur 3, sous l'effet de la condensation de l'humidité de l'air extrait du local à ventiler, la perte de charge que subit l'air extrait dans l'échangeur 3 augmente, de sorte que la pression de l'air extrait sur le volet 17 diminue et que ce dernier s' abaisse sous l'action de son contrepoids.L'interrupteur actionné par le volet 17 est alors ouvert et coupe le circuit d'alimentation électrique du ventilateur 11. A ce moment, l'échangeur 3 n'est plus traversé par l'air extérieur froid mais continue d'être traversé par l'air chaud extrait du local à ventiler, de sorte que l'échangeur 3 se dégivre, que la perte de charge dans le circuit d'extraction d'air diminue, que le volet 17 reprend sa position haute sous la pression de l'air et que l'interrupteur refermé par le volet 17 rétablit le circuit d'alimentation électrique du ventilateur 11. Le degivrage de l'échangeur 3 peut être avantageusement accéléré par la résistance chauffante 15 qui, lorsque le ventilateur 11 est arrêté, chauffe l'espace dans laquelle elle est montée, donc également l'échangeur 3. Pour permettre l'écoulement hors du boîtier de l'eau de condensation forme dans l'échangeur 3, il est avantageux que ce dernier soit installé ou réalisé de manière que ses plaques présentent une légère pente vers le bas en direction de l'angle tourné vers l'air extérieur et que le boîtier présente, dans le bas, des ouvertures d'écoulement d'eau à cet endroit. Il convient encore de noter que les deux ouvertures 6 et 14 d'extraction d'air du local à ventiler et d'introduction d'air extérieur dans le local à ventiler sont situées aux deux extrémités opposées du groupe, c'est-à-dire sont écartées au maximum l'une de l'autre, afin de réduire le plus possible les risques de court-circuitage des deux flux d'air dans le local. Bien entendu, le groupe de ventilation avec récupération tel que décrit ci-dessus et représenté sur le dessin annexé, n'a été donné qu'à titre d'exemple illustratif et non limitatif et peut recevoir de nombreuses modifications et variantes dans le cadre de l'invention. Il en est ainsi, en particulier, en ce qui concerne la disposition réciproque des différents éléments du groupe, donc le tracé du circuit d'extraction d'air et du circuit d'introduction d'air, ainsi que la réalisation du volet de contrôle 17 et de la commande du ventilateur 11 du circuit d'introduction. d'air par ce volet. REVENDICATIONS 1. Groupe de ventilation pour des locaux, comprenant, à l'intérieur d'un boîtier pourvu de quatre ouvertures et destiné à être installé de manière que deux desdites ouvertures débouchent dans le local à ventiler et les deux autres à l'extérieur, deux circuits d'air indépendants chacun entre l'une desdites ouvertures débouchant dans le local à ventiler et l'une desdites ouvertures débouchant à l'extérieur, à savoir un circuit d'introduction d'air extérieur dans le local et un circuit d'extraction d'air du local vers l'extérieur, chacun des deux circuits comprenant un ventilateur, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, dans ledit boîtier (1), un échangeur de chaleur (3) entre lesdits deux circuits pour préchauffer ou prérefroidir l'air extérieur avant son introduction dans le local par l'air extrait du local selon que la température de l'air extérieur est inférieure ou supérieure à la température de l'air dans le local. 2. Groupe de ventilation suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit d'introduction d'air renferme, en aval dudit échangeur (3), un résistance chauffante (15) commandée par un thermostat (16) dont la sonde est disposée en aval de ladite résistance. 3. Groupe de ventilation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le circuit d'extraction d'air comprend des moyens (17) commandant le ventilateur (11) du circuit d'introduction d'air en fonction de la pression de l'air dans le circuit d'extraction d'air. 4. Groupe de ventilation suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que lesdits moyens comprennent un volet (17) monté pivotant de maniere à être amené d'une position basse qu'il occupe en absence de pression dans le circuit d'extraction d4air à une position haute sous l'effet de la pression de l'air dans ce circuit, et un interrupteur électrique actionné par ledit volet pour couper le circuit électrique d'alimentation du ventilateur (11) du circuit d'introduction d'air lorsque, à la suite d'un givrage de l'échangeur, la pression de l'air dans le circuit d'extraction tombe en dessous d'une valeur établie par ledit contrepoids. 5. Groupe de ventilation suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit interrupteur est un interrupteur à mercure monté sur ledit volets 6 Groupe de ventilation suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait que ledit volet est maintenu en position basse, en l'absence de pression d'air dans le circuit d'extraction, par un contrepoids de préférence réglable