Brevet FR2538882A1 — publié le 19840706

INSTALLATION DE CLIMATISATION D'UN LOCAL, COMPRENANT UN MUR TROMBE L'invention concerne une installation de climatisation d'un local incluant un mur Trombe ; elle a plus particulièrement pour objet une optimisation dudit mur Trombe par adjonction d'un système de contrôle des ouvertures établissant la communication entre celui-ci et le local à climatiser. On connaît une installation de chauffage d'un local comprenant un mur Trombe orienté de préférence au sud et permettant de capter l'énergie solaire par exploitation de l'effet de serre. Le mur Trombe constitue l'un. des murs du local et comporte-des ouvertures basses - et des ouvertures hautes établissant un circuit de circulation d'air par convection naturelle entre le local et un espace vitré séparant le mur du milieu extérieur. L'air du local traverse- les ouvertures inférieures du mur, s'échauffe dans l'espace vitré et penètre à nouveau dans le local par les ouvertures supérieures. Cet agencement ne donne satisfaction que si l'ensoleillement est suffisant.En revanche, si ce n'est pas le cas et particulièrement pendant les périodes nocturnes, on peut observer un refroidissement accéléré du local par transfert des calories depuis celui-ci vers l'espace vitré où la paroi vitrée est à l'origine de déperditions importantes. L'invention permet notamment de résoudre ces inconvénients. Dans cet esprit, l'invention concerne une installation de climatisation d'un local comprenant un mur Trombe associé audit local à climatiser du type comportant au moins une ouverture basse et une ouverture haute établissant une communication entre ledit local et un espace vitré séparant ledit mur du milieu extérieur, caractérisé en ce que lesdites ouvertures hautes et basses sont munies de clapets commandés et qu'au moins un clapet d'échappement commandé ouvrant sur l'extérieur est prévu en partie haute dudit espace vitré. Ainsi, la seule présence de clapets commandés aux ouvertures du mur Trombe permet d'éviter le refroidissement du local par thermocirculation inverse en l'absence d'ensoleillement suffisant. En outre, la présence du clapet d'échappement permet de faire jouer au mur Trombe un rôle supplémentaire aboutissant à un refroidisSsement du local pendant les périodes de grandes chaleur. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront mieux à.la lumière de la description qui va suivre d'une installation de climatisation conforme aux principes de l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente un schéma de l'installation pendant une période d'ensoleillement où le mur trombe est utilisé pour apporter des calories au local; - la figure 2 est un schéma analogue à la figure 1 représentant la même installation en période de non ensoleillement, par exemple en régime nocturne, où le mur Trombe est placé dans un état permettant d'éviter un refroidissement du local; - la figure 3 représente la même installation dans laquelle le mur Trombe est utilisé pour refroidir le loCal, en période de grande chaleur;; - la figure 4 est un schéma bloc d'une installation de commande des clapets équipant l'installation des figures 1 à 3. En se référant aux dessins, on voit que l'installation de climatisation du local 11 comporte pour l'essentiel un mur Trombe 12 perfectionné selon le principe de l'invention. Ce mur Trombe inclut l'une des parois 13 du local, orientée de préférence au sud à l'extérieur de laquelle on a aménagé une paroi de verre 14 définissant avec la paroi 13 l'espace vitré 15 précité. De façon classique, la paroi 13 comporte une ou plusieurs ouvertures basses 16 et une ou plusieurs ouvertures hautes 17. Selon l'invention, les ouvertures 16 et 17 sont munies de clapets commandés, respectivement A et B tandis qu'un ou plusieurs clapets d'échappement C commandés, ouvrant sur l'extérieur sont prévus en partie haute de l'espace vitré 15. Par exemple, le ou les clapets d'échappement C peuvent être définis dans la surface de verre 14.L'ouverture et la fermeture des clapets A, B et C s'effectue sous la commande d'un système de régulation lui-même piloté par deux sondes de température S1 et La première sonde S1 est placée dans l'espace vitré 15, de préférence en haut de celui-ci pour pouvoir mesurer la température de l'air introduit ou susceptible d'être introduit dans le local 11. La seconde sonde S2 est placée dans le local, de préférence à une certaine distance du mur Trombe; elle mesure donc la température ambiante dudit local. Le système de régulation agissant sur les clapets A, B et C est lui-même piloté par les sondes S1 et S2, il peut être réalisé de nombreuses façons différentes. Dans l'exemple décrit, il est conçu pour réaliser trois fonctions essentielles aboutissant respectivement aux situations illustrées sur les figures 1 à 3. Ce système comprend par exemple des moyens d'ouverture simultanée des clapets A et B lorsque la température détectée par la sonde S1 est supérieure à un seuil haut (T2) de température et lorsque la température détectée par la sonde S2 est inférieure à un seuil bas (T3) de température. C'est la situation illustrée à la figure 1. Le système comprend également des moyens de commande de fermeture simultanée des clapets A et B lorsque la température détectée -par la sonde S1 est inférieure à un seuil bas (T1) de température. C'est la situation illustrée à la figurè 2. Le système comporte aussi des moyens de commande d'ouverture simultanée des clapets A et C et de fermeture simultanée du ou des clapets B, lorsque la température détectée par la sonde S2 est supérieure à un seuil haut (T4) de température. C'est la situation illustrée à la figure 3. En outre, le système est avantageusement complété par des moyens de commande d'ouverture du ou des clapets d'échappement C, lorsque la température détectée par la première sonde S1 atteind un seuil élevé (T5) de température.Les seuils de température qui viennent d'être énoncés peuvent être classés dans un ordre croissant de température de la façon suivante: -T3 (T4TI(T2(T 1l est à noter que les seuils T1, T2 et T5 ne concernent que la température détectée par le capteur S1 tandis que les seuils T3 et T4 ne concernent que la température détectée par la sonde S2. La figure 4 montre un exemple possible d'un système de commande d'ouverture et de fermeture des clapets A, B, C réalisant les fonctions de commande définies ci-dessus. Dans ce schéma, les moyens de commande des clapets sont représentés par des blocs A, B, C comportant chacun une entrée de commande d'ouverture O et une entrée de commande de fermeture F.La sonde S1 placée dans l'espace vitré est associée à trois comparateurs 30, 31 et 32 réglés respectivement sur des températures de consigne correspondant aux seuils T1, T2 et T5. Le comparateur 30 est agencé pour délivrer un signal de sortie Si la température détectée par la sonde est inférieure au seuil T1. Le comparateur 31 est agencé pour délivrer un signal de sortie Si la température mesurée par la sonde S1 est supérieure au seuil T2. Le comparateur 32 est agencé pour délivrer un signal de sortie si la température mesurée par la sonde S1 est supérieure au seuil Tg, par exemple 90". Le comparateur 33 est agencé pour délivrer un signal de sortie lorsque la sonde d'ambiance S2 placée dans le local 11 mesure une température inférieure au seuil T3. Le comparateur 34 est agencé pour délivrer un signal de sortie si la température mesurée par la sonde J, est supérieure au seuil T4. La sortie du - comparateur 30 est reliée à l'entrée de commande de fermeture du ou des clapets A et, par l'intermédiaire d'une porte OU 35, à l'entrée de commande de fermeture du ou des clapets B. Les sorties des comparateurs 31. et 33 sont respectivement reliées aux deux entrées d'une porte ET 36 dont la sortie est reliée à l'entrée de commande d'ouverture du ou des clapets B et, par l'intermédiaire d'une porte OU 37, à l'entrée de commande d'ouverture du ou des clapets A.La sortie du comparateur 34 est reliée à l'entrée de commande d'ouverture du ou des clapets A, par l'intermédiaire de la porte OU 37, à l'entrée de commande de fermeture du ou des clapets B par l'intermédiaire de la porte OU 35 et à l'entrée de commande d'ouverture du ou des clapets C par l'intermédiaire d'une porte OU 38. La sortie du comparateur 32 est reliée à l'entrée de commande d'ouverture du ou des clapets C par l'intermédiaire de la porte OU 38. Enfin, la sortie du comparateur 33 est aussi reliée à l'entrée de commande de fermeture du ou des clapets C. Le fonctionnement est le suivant. La situation illustrée à la figure 1 correspond au fonctionnement classique d'un mur Trombe. En effet, les clapets A et B sont ouverts et le ou les clapets C sont fermés de sorte que l'air froid du local il penêtre par le bas dans l'espace vitré 15, s'élève dans ce dernier par thermoconvection naturelle et est réadmis dans le local 11 par l'intermédiaire des ouvertures hautes 17. Le ou les clapets C sont fermés en permanence. Ce mode d'utilisation est retenu tant que la température du local est inférieure à T3 et que la température de l'espace vitré est supérieure à T2. C'est donc la conjonction des comparateurs 31 et 33 au niveau de la porte ET 36 qui- détermine essentiellement ce régime de fonctionnement.Ce régime est un régime diurne bioclimatique d'hiver, c'est à dire pour des conditions de température et d'ensoleillement faibles. Lå nuit, lorsque la température dans l'espace vitré tombe en dessous de T1, le comparateur 30 réagit pour fermer les clapets A et B. C'est la situation illustrée à la figure 2 qui correspond essentiellement à un régime nocturne bioclimatique d'hiver. Pendant ces périodes, la paroi 13 qui a été échauffée en période d'ensoleillement restitue des calories au local Il mais surtout l'isolement ainsi - réalisé entre ledit local et l'espace vitré permet d'éviter une circulation inverse des calories depuis le local vers l'extérieur, via les ouvertures 16 et 17. Par ailleurs, en période de chaleur intense, c'est le mode de fonctionnement de la figure 3 qui est retenu, c'est à dire avec les clapets A et C ouverts et les clapets B fermés. Ce mode de fonctionnement est retenu tant que la température ambiante du local 1 1 est supérieure à T4. C'est donc sous la commande du comparateur 34 que ce mode de fonctionnement est choisi. Il provoquera un rafraîchissement du local 11 par évacuation des calories vers l'extérieur suivant le trajet représenté, tant en période diurne que nocturne, lors du régime bioclimatique d'été. Enfin, il convient de noter que pour tout régime de fonctionnement l'ouverture du ou des clapets C sera commandée par le comparateur 32 dès que la température de l'espace vitré atteindra le seuil T5, pour éviter des contraintes thermiques excessives au matériau de construction. REVENDICATIONS 1. Installation de climatisation de local (11) comprenant un mur Trombe (12) associé audit local à climatiser du type comportant au moins une ouverture basse (16) et une ouverture haute (17) établissant une communication entre ledit local et un espace vitré (15) séparant ledit mur du milieu extérieur, caractérisé en ce que lesdites ouvertures hautes et basses sont munies de clapets (B, A) commandés et qu'au moins un clapet d'échappement (C) commandé, ouvrant sur l'extérieur est prévu en partie haute dudit espace vitré. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une première sonde de température (S1) est placée dans ledit espace vitré et en ce qu'elle comprend en outre des moyens de commande de fermeture simultanée des clapets (B, A) desdites ouvertures haute et basse lorsque la température détectée par ladite sonde est inférieure à un seuil bas (T1) de température. 3. Installation selpn la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une seconde sonde de température (S2) est placée dans ledit local et en ce qu'elle comprend des moyens de commande d'ouverture simultanée (B, A) desdites ouvertures haute et basse lorsque la température détectée par ladite première sonde est supérieure à un seuil haut (T2) de température et lorsque la température détectée par ladite seconde sonde est inférieure à un seuil bas (T3) de température. 4. Installation selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'elle comprend en outre des moyens de commande d'ouverture simultanée du clapet (A) de la ou chaque ouverture basse précitée et du ou chaque clapet d'échappement (C) précité et de commande de fermeture simultanée du clapet de la ou chaque ouverture haute (B) précitée, lorsque la température détectée par ladite seconde sonde est supérieure à un seuil haut (T4) de température. 5. Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une première sonde (S1) de température est placée dans ledit espace vitré et en ce qu'elle comporte en outre des moyens de commande d'ouverture du ou des clapets d'échappement (C) précités lorsque la température détectée par- ladite première sonde atteint un seuil élevé (T5) de température.