Brevet FR2539163A1 — publié le 19840713

-Climatisation par murs de refend doubles, -accumulateurs et rdpartiteurs de calories ou frigories. la prdsente invention concerne la circulation et la distribution d'air, provenant de capteurs solaires, ou d'autres sources d'air chaud, ou d'air froid, ou réfrigéré; pulsé en climatisation dans les locaux9 notamment d'habitation. A cet effet, l'air est soufflé suivant un cir euit imposé à l'intérieur de murs aménagés à cet effet en doubles parois avec chicanage intérieur. Les dits murs agissent également grâce à cette disposition nouvelle, on accumulateurs de calories ou de frigories qu'ils restituent progressivement à l'ambiance. Ces murs permettent d'utiliser de la même façon les calories fournies par des systèmes de récupération de foyers à feu ouvert ou non, adosses à l'une des parois. Le chauffage par air pulsé permet une montée rapide en température des locaux, et uns bonne répartition de la chaleur. Dans les installations anciennes, il a souvent en contre-partie un certain nombre d'inconvénients: un air désséchant, véhiculant des poussières brulées, un réseau de gaines de distribution encombrantes, des souffleries bruyantes; et à cause de la faible inertie calorifique des installations, une ch@te, rapide de la température dès l'arrêt du chauffage. Ces inconvénients ont pratiquement amené l'élimination de ce type de chauffage pour les habitations. La possibilité d'obtenir à bon compte, grâce aux capteurs solaires notamment, un air à température moyenne très utilisable, a donné un rogain d'intérêt au procédé. Si les grands développements de gaines subsistent, le bruit a été considérablement atténué. Par contre le caractère aléatoire du chauffage est d'autant plus génant que dans la majorité des installations connues, les locaux d'habitation, dotds d'une isolation calorifique intdrieure, ne possèdent qu'une très faible inertie ou un très faible volant thermique.Cet inconvénient est com- battu par le stockage des calories dans des volumes importants de maté- riaux divers, le plus fréquemment des galets; volumes dans lesquels l'air chaud est soufflé pour y enmagasiner la chaleur. Les calories y sont ensuite reprises pour être distribuées aux endroits utilisateurs. Lors du stockage, l'air soufflé suit toujours le même chemin de moindre résistance, et en dépit des systèmes de répartition essayant de pallier cet inconvénient, le rendement de ces volumes de stockage est faible. Le stockage calorifique dans le sol environnant, l'utilisation de matériaux ou de liquides de chaleur spécifique élevée, les procédés de stockage calorifique par réaction chimique réversible, ou transformation de sels hydratés; n'ont pas encore répondu aux espoirs de leurs promoteurs, soit à cause de leur coût et de leurs difficultés, soit à cause de leurs faibles performances effectives. la reprise d'air chaud nécessite d'ailleurs un complément important de gaines et d'appareillages. D'autres procédés ont été développé-s, consistant en stockage de calories d'origine solaire dans la masse de murs ou de parois extérieu- res très partiellement protégées du refroidissement nocturne notamment, et dont on récupère ce qui reste de la chaleur interne.On ferme ainsi souvent avec des parois opaques, des façades qui, dans les zones de climats tempérés sont du point de vue hygiène et qualité de vie, les les plus intéressantes, portes et fenêtres ouvertes ou occultées suivant la conception du confort de l'occupant, constituant les meilleurs captueurs, notamment pendant la saison la plus froide, à l'ensoleillement restreint et capricieux L'utilisation de murs de refend doubles, ou de cloisons lourdes doubles, selon l'invention, pour assurer la circulation de l'air, le stockage, et la restitution calorifique, permet non seulement d'éviter ces inconvénients, mais apporte d'appréciables avantages. Cos murs sont à cet effet réalisés en maçonneries, or en agglo- mérés de béton ou de matériaux de chaleur spécifique élevée. Montés en long en deux parois parallèles écartées l'une de l'autre de telle façon que la largeur totale des deux parois et du ide intermédiaire, soit égale à la longueur d'un aggloméré, soit semblable, soit de dimensions compatibles avec les premiers, pour constituer une liaison homogène; ils ménagent entre les parois un espace où peut circuler l'air soufflé. Superposés en travers, en liaison sur toute la largeur du mur, ils permettent de réaliser un chicanage, obligeant l'air soufflé à suivre un trajet imposé bien défini. Partant du plancher inférieur, les agglomérés posés en travers, superposés Jusqu'à une certaine distance du plancher supérieur, lais- sent en partie haute, passage à l'air. D'une manière comparable, les agglomérés posés eh travers en liaison à partir d'une certaine hauteur au dessus du plancher inférieur, laissent jusqu'à cette hauteur, libre passage à l'air. les agglomérés posés en travers permettent avec les linteaux, de former l'encadrement des ouvertures au dessus desquelles l'air peut circuler. De la mEme façon des parois ou chicanes horizontales peuvent être réalisées, si nécessaire. Les conduits de fumée, montés sur l'une des parois du mur de refend, et pouvant déborder sur le local qu'ils traversent en montage traditionnel, n'empiètent pas sur l'espace entre parois,. laissant donc libre circulation à l'air pulsé. Une cheminée à foyer ouvert ou fermé, telle que celles dites "i feu de bois" peut être installée de telle façon que la plaque foyer ou mieux un dispositif récupérateur arrière de chaleur, soit adjoint ou incorporé à l'une des parois du mur de refend, pour céder ses calories à l'air en circulation entre les parois. En variante facilitant le montage du foyer, ou les interventions sur ce dernier, après réalisation du mur de refend double, l'élément de surface de la paroi, en regard de la plaque foyèrs ou du dispositif récupérateur de chaleur, alors légèrement écarté du mur; comporte soit une série d'ouvertures permettant une circulation d'air entre l'arrière du foyer et le vide entre parois; soit encastré dans cette portion de mur, une série d'éléments tubulaires, dont l'extrémité on saillie dans le vide entre parois, est aménagée pour accélérer cette circulation. Les parties saillantes on forme d'écopes ou de. cuillers, toutes semblables, sont à cet effet orientées; les unes dans un sens, envoyant par la transformation de la vitesse de l'air circulant entre les parois en pression, cet air vers l'arrière du foyer, par les éléments tubulaires; les autres tournées à I80 degrès dans l'autre sens, agissant à l'inverse, en ramenant l'air échauffé entre les parois du refend. On peut concevoir le conduit d'évacuation appuyé sur une seuls paroi comme vu ci-avant; on peut également concevoir le conduit dévoyé occupant toute la largeur du mur de refend double, au delà de la hauU teur ménageant la circulation d'air en partie basse, sous le conduit. Cette circulation d'air est maintenue de chaque côté du conduit de fumée et des éléments qui peuvent lui être adjoints. le parcours imposé à l'air dans un mur de de refend à double paroi tel que décrit ci-avant, peut être étendu à des murs ou cloisons doua bles, érigés de la. même façon transversalement au précédent. Dse bouches ou diffuseurs peuvent permettre l'envoi d'air dans les locaux, soit du niveau supérieur, soit au niveau du mur de refend. A bet effet le chaînage assurant la liaison entre les têtes des parois, les extrémités du solivage, et les planchers, peut être aisément aména gé, pour mettre en communication le vide entre parois et l'intervalle entre solives ou poutrelles; permettant, soit en utilisant les maté- riaux s'y trouvant comme les entrevous, soit en utilisant des éléments prévus à cet effet, d'amener l'air à l'endroit désiré.Ce dispositif est complété par les évacuations d'air ambiant, en décompression des locaux. Des bouches de sortie d'air peuvent à la demande, être dispos sées directement sur l'une ou l'autre des par parois. Le mur double de refend, selon l'invention, est réalisé en maté- riaux destinés à stocker les calories, tels que: agglomérée creux rem plis au montage de sablo, de gravillons, ou de produits de chaleur spécifique élevée; agglomérés pleins de la même matière constitutive, ou maçonneries adéquates. L mur échauffé à partir de l'intérieur, par la circulation d'air provenant d'une source d'air chaud, agira à la manière des chauffages par accumulation, en restituant progressivement ses calories à l'am biance, dans les conditions optimales de confort. Les études sur la sensation de confort dans les locaux telles que celles menées par MISSENARD, ont montré qu'il est nettement plus agréable de séjourner dans une pièce dont les parois sont à une température supérieure à eelle de l'air ambiant, légèrement frais; qu'à l'inverse pouvant aller jusqu'à la sensation de froid. le mode de stockage, et de restitution des calories, d'après l'in- vention, est d'un encombrement et d'un prix de revient final, nettement inférieurs à ceux nécessitant la construction, puis le remplissage d'un volume de stockage, l'installation d'un réseau important de gaines et des appareils de reprise des calories. Il permet un réglage facile de la température de l'air soufflé: dilution ou accélération du soufflage pour l'abaisser, ralentissement du soufflage ou chauffage d'appoint pour la monter. L'arrêt de l'envoi d'air dans les locaux, lorsque la température souhaitée y est atteinte est bien plus simple que la manoeuvre de volets, rideaux, ou systèmes divers d'occultation de murs ou de parois de serres accolés aux locaux dans de nombreux systèmes de chauffage solaire. le mur de refend double, d'après l'invention, permet d'améliorer le confort en saison chaude, par soufflage de l'air frais de la nuit et stockage de-frigories, à défaut de refroidissement forcé de l'air pulsé, aisément réalisable. Il contribue par l'appoint de son volant thermique, à amortir les fluctuations de température extérieure, surtout s'il vient compléter l'inertie thermique de murs porteurs Intérieurs, comportant une isolation sur l'extérieur. Les dessins annexés présentent en Fig.-I.- la coupe horizontale du premier niveau d'une habitation conçue avec mur de refend à double paroi, montré en coupe longitudinale en Fig.-2.- et en coupe transver- sale en Fig.-3.-; expliquant le procédé de chicanage, et montrant un circuit imposé à l'air soufflé prélevé sur un capteur solaire à air, dont l'installation est schématisée en Fig.-4.- et -5.- La Fig.-6.montre une vue perspective d'un tel mur à double paroi avec un dispositif de récupération de calories en partie arrière d'un foyer ou che- minée à feu de bois, et le processus d'amenée d'air par le plancher supérieur aux locaux de l'étage. En Fig.-I.-qui représente une coupe à mi-hauteur du rez de chaus sé@, le mur de refend formé par les parois I et 2 séparées par le vide d'air 3 assure la stabilité longitudinale de la construction, et sépare un séjour 4 et une chambre 5 d'une cuisine 6 -d'un hall 7 et de la cage d'escalier 6. La paroi côté séjour comporte une cheminée à feu de bois a, la paroi côté cuisine les conduits de fumée 10. La cheminée 9 ou les conduits de fumée 10 ne débordent pas sur le vide 3 entre parois du refend. Un mur double comportant les parois II et I2 avec le vide I3, est érigé transversalement au premier, le passage d'air I4 mettant en communication les vides 3 et 13. La Fig.-2.- montre la disposition des chicanes I7, I8, I9, et 20, qui avec les oncadrements de portes I5 et I6, obligent l'air soufflé à une extrémité, à suivre le circuit fléché, réversible. La Fig.-3.- montre érigées sur le plancher 21 du rez de chaussée les parois I et 2 du mur de refend, montées au départ depuis le plan- cher,en agglomérés pesés dans le sens de le longueur du mur avec à partir de I8 les agglomérés posés transversalement jusqu'au plancher supérieur 22, pour former la chicane I8 vue en coupe transversale. En Fig.-4.- la face Sud de l'habitation, comporte les unités de capteurs solaires 23, 24, 25, et en Fig.-5.- une coupe au droit de l'unité 24, identique à celles qui pourraient être faites sur les deux autres sous-ensembles capteurs. Les éléments capteurs 26 forment avec les éléments récepteurs 27, transformant le rayonnement passant 26 on chaleur; et la base 28 comportant les entrées d'air extérieur, le volu- me 29 qui débite l'air échauffé dansle collecteur 30, réunissant les unités de capteurs 23, 24, et 25. L'air chaud prélevé à une extrémité du collecteur 30, est envoyé dans le mur de refend double; sa sortie après passage dans le mur, pouvant être commune avec les ventilations ou extractions d'air usé.de l'habitation. La Fig.-6.- représente la coupe longitudinale d'un mur de refend à double paroi 3I et 32 délimitant le vide 33. Le mur porte un ensemble de solives 34 entre lesquelles sont disposés les entrevous 35 qui rece- vront la dalle de compression armée du plancher supérieur. Les chicanes basses 36 partant du plancher inférieur, les chicanes hautes 37 descendant depuis le plancher supérieur, les liaisons verticales 38 et 39 de chaque côté du conduit de fumée, le report horizontal 40, servant de support au conduit dévoyé 41; sont réalisés en agglomé rés montés transversalement, et obligent l'air pulsé à une extrémité à suivre le trajet fléché. L'air passant sous le support de souche 40, peut s'échauffer par passage sur, et à travers la partie de paroi 42 munie d'éléments tubu- laires saillant sur le vide entre parois, dont l'ouverture est orientée perpendiculairement au flux d'air, et alternativement vers la droite ou vers la gauche, pour accélérer l'entrée ou la sortie de l'air en circulation, accédant pour s'y échauffer à l'arrière de la cheminée à feu de bois, ou autre, à foyer ouvert ou fermé; derrière la plaque foyère, ou sur un élément réoupérateur. Par un espaces libre entre les solives ou poutrelles posées sur la tête du mur de refend tel que 44, mettant en communication l'espace entre murs et l'espace entre poutrelles, aménagé avec une gaine ou un dispositif équivalent, l'air peut être envoyé dans les pièces d'habitatin situées au dessus ou au dessous du plancher supérieur; soit en suivant comme en 49 l'intérieur des entrevous aménagés, ou non à cet effet; soit par l'intermédiaire de gaines ou d'éléments réalisés à cette fin, positionnés entre les poutrelles ou solives La cheminée fonctionnant sans qu'il y ait circulation forcée de l'air entre les parois du mur de refend, une admission d'air à la partie inférieure de ce mur, équipée d'un clapet anti-retour réglable, permet une circulation naturelle réduite vers les sorties 43 ou 44, en complément de l'accumulation calorifique dans les parois, en vue d'une lente restitation ultérieure à l'ambiance. Un mur de refend en paroi double, ou une cloison lourde double, et un ou des éléments transversaux en retour; peuvent être aisément réalisés dans toutes les constructions nouvelles. Si les systèmes traditionnels de chauffage par air chaud sont pratiquement abandonnés; en dehors des installations industrielles; par contre ceux réalisés à partir de capteurs d'énergie solaire, sont de plus en plus recherchés et améliorés, en dépit du caractère aléatoire de leur apport énergétique. L'invention, telle que décrite ci-avant, leur permet un gain considé- rable en investissement, en place, et en confort, par rapport aux solu- tions actuelles, dont elle ramène à peu de choses le réseau de gaines, supprime les volumes de stockage calorifiques et les appareillages de repriee correspondants, en accroissant le volant calorifique des pièces d'habitation. Le gain de confort, s'ajoute à l'amélioration du rendement des cheminées à feu visible, objets d'une demande importante dans un marché de ce type d'appareils en erpansion. Le confort peut être complété, et d'une manière qui est loin d'être négligeable, par 15 rafralchissement naturel des locaux l'été par envoi d'air frais de la nuit, ou éventuellement par l'envoi d'air refroidi dans l'épaisseur du mur L'intérêt d'une grande inertie calorifique est alors évident, mais de plus en cas d'envoi d'air réfrigéré de jour, cet air n'est pas diffusé sur les occupants, évitant une sensation qui n'est pas toujours bien tolérée. RE vu VENDICATI OIfS 1.- Murs de refend ou cloisons lourdes, en doubles parois parallè- les (1) - (2) caractérisées en ce que, par combinaison nouvelle d'élé mentis connus, ils comportent un vide (3) en partie médiane, permettant une circulation d'air pulsé chaud ou froid, suivant un trajet imposé par des chicanes (17)-(I8)-(19)-(20) reliant les parois. Cet air, prélevant éventuellement au passage les calories de récupération d'un foyer (9) adossé à l'une des parois, peut, grace aux dispositions de la partie supérieure des murs et des éléments de plancher correspondants, être distribué dans les locaux voisins. Les parois stockant calories ou frigories à la manière d'accumulateurs, les restituent progressivement à l'ambiance dont ils accroissent l'inertie thermique. 20- Murs en doubles parois (1)-(2) selon revendication I., constitués en matériaux pleins ou creux avec remplissage éventuel leur confd- rant une importante capacité de stockage calorifique, montés en long, caractérisés en ce que les parois sont réunies par des éléments compa- rables montés transversalement -en liaison des parois, pour constituer des écrans ou ohicanages (I8) obligeant l'air pulsé entre les parois, à les contourner pour suivre un cheminement imposé à l'intérieur du dit mur,cloison lourde ou refend. 3.- Murs en doubles parois, selon revendications 1. et 2., caractérisés en ce qu'ils comportent des ouvertures (15)-(16) dont les encadrements réalisés en éléments comparables à ceux des écrans ou chicana ges, permettent la circulation à leur périphérie de l'air pulsé entre les parois 4.- Murs ou cloisons lourdes en doubles parois (1)-(2) selon revendications I.,2.,3., caractérisés en ce que des murs ou cloisons sem- blables (11)-(12) peuvent etre érigés transversalement, les uns par rapport aux autres, de telle façon que les vides intermédiaires (3)-(13) soient tous en communication, assurant la desserte en air pulsé des locaux voulus, et, out des dispositifs d'évacuation d'air de ventilation, pour sortie avec ou sans récupération calorifique. 5.- Murs ou cloisons lourdes en doubles parois, selon revendications I., et 4., caractérisés en ce que l'une des parois, peut recevoir des éléments de foyer (9) lui apportant: outre une chaleur latente dans la paroi, restituable à l'ambiance, une possibilité de transfert calori tique à l'air du vide Intermédiaire, en circulation ou non. 6.- Sur en double paroi, selon revendications 1.,et 5., caractérisé en ce que l'une des parois (32) dans sa partie (42) en regard de l'arrière d'un foyer, positionné contre, ou à proximité de cette paroi, est munie dtouvertures; ou de dispositifs tubulaires, dont les extrimités saillantes dans le vide entre parois, sont en forme de cuillers ou d'é copes. Ces cuillers,ou écopes, ou systèmes de ventilation, ont leurs ouvertures orientées, pour partie face, et pour l'autre partie dos à la direction-du flux d'air, de façon à le capter, ou au contraire à en faciliter le rejet. 7.- Mur en double paroi (31)-(32) selon revendications 1. et 4., caractérisé en ce que l'air du vide intermédiaire (33) distribuable dans les pièces adjacentes à ce mur par des disposifs de sort le disposés à la demande; peut également accéder dans l'épaisseur du plancher supérieur par les intervalles (44) entre solives ou poutrelles, aména gés à cet effet par gaines; ou par l'intérieur des entrevous (43) conçus dans ee but; et en y progressant jusqu'à des grilles ou trappes de sortie, déboucherdans les locaux situés au dessous ou au dessus du dit plancher