Brevet FR2556080A1 — publié le 19850607

Cet appareil est destiné aux immeubles d'habitation économes an énergie. I1 permet d'assurer les fonctions suivantes A. RENOUVELLEMENT D'AIR (FONCTION DE BASE) Ventilation mécanique double flux à débit variable par commande manuelle ou automatique. B. TRAITEMENT CLIMATIQUE (FONCTIONS ANNEXES) Selon les versions - Chauffage de fond par récupération de chaleur sur l'air extrait avec transfert naturel ou thermodynamique. - Rafraiehissement d'été filtration de l'air, humidification éventuelle en hiver, pré-chauffage de l'eau chaude sanitaire. Ces fonctions sont assurées individuellement par un caisson monobloc unique installé dans chaque logement. Le champ d'application concerne essentiellement les logements neufs équipés en tout électrique, qu'ils soient independants ou situés dans un immeuble collectif. ETAT DE LA TECHNIQUE Le chauffage électrique direct, dont les avantagea sont nombreux, présents à l'heure actuelle 2 inconvénients : - Coût des consommations relativement élevé. - Forte incidence sur la puissance souscrite pour l'abonnement électrique. En Ventilation Mécanique Controlée (VMC) le systàie le plus répa- du consiste en une mise en dépression du logement par extractlon d'air vicié dans les pièces de service, l'air neuf étant adil, par des grilles sur la façade des pièces principales. Ce système présente de nombreux inconvénients : - Coût d'investissement très élevé, si lton veut respectez les variations de débit imposées par la Réglementation de 39s2 et l'isolement acoustique avec l'extérieur nécessaire dans certaines zones. - Pas de possibilité de récupération de chaleur - Système collectif, non maitrisable individuellement par l"us- ger. - Aucune possibilité d'industrialiser la mise en oeuvre des composants. - Equilibrage des débits et stabilité des réglages dans le temps, trés aléatoires. - Pas de possibilité de traitement du confort d'été. RESULTATS VISES Compte tenu de l'évolution de la réglementation thermique, les logements neufs, notamment ceux construits après 19B5, seront caractérisés par - Une isolation thermique très poussée, conduisant s des pertes par les parois extrdmement faibles. - Un poids relatif élevé des pertes par renouvellement d4air. - Un gisement énergétique global dans l'air extrait souvent supérieur aux besoins thermiques annuels. La ventilation mécanique à débit variable avec récupération de chaleur sur l'air extrait est donc appelée à un grand diveloppe- ment, car elle permet - Une économie initiale sur les pertes par renouvellement d'air grace à une stricte adaptation du débit aux besoins. - Une réduction très importante des consommations. - Un délestage de la puissance chauffage, évitant le cumul avec la puissance de l'équipement ménager, ce qui améliore sensible ment le bilan d'exploitation par réduction de la prima fixe. En effet et sauf cas exceptionnel, la puissance de l'équipement ménager sera supérieure aux déperditions. Cette puissance est entièrement dissipée dans le volume chauffé. Elle se traduit par une augmentation d'enthalpie de l'air extrait, et peut donc, grace à la récupération, Autre redistribuée dans le logement en fonction des besoins. Dans les logements à haute isolation thermique, la VMC a débit variable avec récupération permet d'envisager le chauffage par l'électricité avec une puissance souscrite correspondant aux seuls besoins ménagers. L'appareil décrit vise essentiellement la suppression des défauts présentés par le chauffage électrique direct et la Ventilation Mécanique classique. Obiectifs de base - Aération du logement à régime variable, assurant un renouvel- lement d'air réduit pendant les périodes d'absence ou de faible pollution (économie d'énergie) et une ventilation poussée pendant les courtes périodes de fortes pollution (amélioration du confort et protection du bâtiment). Le changement d'allure pouvant etre automatique et concentré sur le seul local qui le nécessite (cuisine ou bains). Selon les versions, récupération des chaleurs gratuites-du logement véhiculés par l'air extrait. (économie d'énergie). - Dans les version avec récupérateur, puissance électrique sous crite limitée aux seuls besoins ménagers, sans surpuissance pour usages thermiques. - Individualité totale, laissant à l'usager l'entière maitrise de son installation de chauffage et de ventilation, y compris en immeuble collectif. - Coût d'installation inférieur à celui des procédés existants, à performances égales. Objectifs secondaires - Possibilité de traiter le confort d'été (rafraichissement) la filtration de l'air, l'humidification d'hiver, la mise en surpression du logement. - Meilleure isolation acoustique du logement par rapport à 1' extérieur et aux autres appartements (suppression des grilles en façade et des ponts phoniques par les gaines collectives). - Protection accrue contre les risques d'incendie entre logements (suppression des gaines traversant les planchers). appareil compact intégrant toutes les fonctions, pré-réglé an usine, ne nécessitant aucune mise au point sur chantier, et garantissant la stabilité des performances dans le temps. - Possibilité d'industrialiser la fabrication et de standardiser la mise en oeuvre. - Cohabitation possible avec les cheminées à foyer couvert. DESCRIPTION GENERALE Le caisson comporte dans tous les cas - 1 prise extérieure d'air neuf (1) et un rejet extérieur d'air vicié (2). - 1 ventilateur de soufflage (3) à plusieurs vitesses de rotation - 1 ventilateur d'extraction (4) à plusieurs vitesses de rotation Dans certains cas, les 2 ventilateurs peuvent être actionnés par un moteur unique. - 1 chambre de soufflage (5) avec orifices de raccordement des gaines équipés d'un organe pré-réglé de contr8le du débit (6) (diaphragme). - 1 chambre d'extraction (7) avec orifices de raccordement des gaines équipés d'un organe pré-réglé de contrBlo du débit (8) (diaphragme). Dans certaines versions, les orifices cuisine et salle de bains peuvent être dotés d'un clapet motorisé à 2 débits maxi-mini avec commande automatique,(9) et (10)o Ces dispositions assurent Une très faible différence de pression entre les gaines et les locaux habités, d'ou fuites négligeables en cas de mauvaise étanchéité, sans risques de sifflements. Une atténuation dans les gaines du bruit tamis par les organes de régla-ge du débit. Des pressions de service plus faible qu'en VMC collective et une grande stabilité des débits, la perte de charge dans les gaines étant négligeable. rous les réglages de débit sont intégrés au caisson. Les grilles de soufflage ou d'extraction sont donc de simples éléments décoratifs. Communication avec l'extérieur Pour l'aspiration d'air neuf et le rejet d'air vicié à l'extérieur on peut rencontrer 3 cas : 1 : Ventouse débouchant en façade, ou dans une cour intérieure. C'est une double gaine coaxiale, la gaine centrale d'air vicié (2) étant contenue dans la gaine extérieure d'air neuf (1). Pour pallier les effets des bourrasques de vent sur la façade. le débouché d'air vicié est équipé d'une membrane formant clapet anti-retour. Ce montage est donc incompatible avec l'utilisation d'appareils à gaz. En effet, bien que les débits moyens soient parfaitement respectés, il peut y avoir de courtes interruptions de l'extraction. La ventouse assure une récupération partielle par échange entre les 2 gaines coaxiales. 2 : Débouché individuel en toiture. Ventouse coaxiale identique au cas 1, mais sans organes particuliers et sans restriction pour l'utilisation du gaz, si le débouché est protégé des surpressions occasionnelles dues au vent (c' est-à-dire s'il remplit les conditions imposées aux souches de conduits de fumées). 3 : 2 collecteurs verticaux maçonnés ou métalliques. Aspiration d'air neuf par gaine raccordée sur le collecteur vertical d'air neuf, rejet d'air vicié par gaine raccordée sur le collecteur vertical d'air vicié. Les 2 collecteurs sont accolés et débouchent à l'extérieur,sans ventilateurs collectifs. Ils seront calculés pour la somme des débits maximaux de tous les logements desservis, de telle sorte qu'il n'y ait aucun risque d'interférence entre logements. Le raccordement de la double gaine sur l'appareil peut se faire indifféremment derrière, à droite, à gauche ou dessus. DESCRIPTION COMPLEMENTAIRE PAR VcRSIONS CAISSON DE VENTILATION VERSION 1 Fonctions assurées - Ventilation double flux individuelle avec commande manuelle générale à 3 positions (arrêt, normale, grande allure). Eléments de base - Prise extérieure d'air neuf et rejet extérieur d'air vicié (1) (2). - Ventilateurs à 2 vitesses (3) (4) - Chambres de soufflage et d'extraction avec débits pré-réglés (5) à (8). CAISSON DE VENTILATION VERSION 2 Fonctions assurées - Ventilation double flux individuelle avec commande manuelle générale à 3 positions (arrêt, normale, grande allure). - Variation automatique de l'extraction cuisine. Elémnets de base - Prise extérieure d'air neuf et rejet extérieur d'air vicié (1) (2). - Ventilateurs à 2 vitesses (3) (4). - Chambres de soufflage et d'extraction avec débits pré-réglés (5) à (8). - Thermostat (ou hygrostat) et clapet motorisé à 2 positions pré-réglées (9) disposés sur ltorifice cuisine et assurant en cas d'élévation de la température (ou de l'humidité) : 1. L'ouverture grand débit de l'extraction cuisine. 2. Le passage du ventilateur en grande allure. CAISSON DE VENTILATION VERSION 3 Fonctions assurées - Ventilation double flux individuelle avec commande manuelle générale à 3 positions (arrêt, normale, grande allure). - Variation automatique de l'extraction cuisine. - Variation automatique de l'extraction bains. Eléments de base : - Prise extérieure d'air neuf et rejet extérieur d'air vicié (1) (2). - Ventilateurs à 2 vitesses (3) (4) - Chambres de soufflage et d'extraction avec débits pré-réglés (5) à (8). - Thermostat (ou hygrostat) et clapet motorisé à 2 positions pré-régléas (9) disposés sur l'orifice cuisine assurant en cas d'élévation de la température (ou de l'humidité) : 1. L'ouverture grand débit de ltextraction cuisine. 2. Le passage du ventilateur en grande allure. - Thermostat (ou hygrostat) et clapet motorisé à 2 positions pré-réglées (10) disposés sur l'orifice salle de bains et assurant en cas d'élévation de la température (ou de l'humidi- té) : 1. L'ouverture grand débit de l'extraction salle de bains 2. Le passage du ventilateur an grande allure. CAISSON DE VENTILATION VERSION 4 (TRAITEMENT CLIMATIQUE) Fonctions assurées - Ventilation double flux individuelle avec commande manuelle générale à 3 positions (arrêt, normale, grande allure). - Variation automatique de l'extraction cuisine - Variation automatique de l'extraction bains - Chauffage par récupération thermodynamique - Rafraichissement d'été. éléments de base - Prise extérieure d'air neuf et rejet extérieur d'air vicié (1) (2). - Ventilateurs à 2 vitesses (3) (4). - Chambres de soufflage et d'extraction avec débits pré-rélés (5) à (8). - Thermostat (ou hygrostat) et clapet motorisé à 2 positions pré-réglXes (9) disposés sur i' orifice cuisine et assurant en cas d'élévation de la température (ou de l'humidité) 1. L'ouverture grand débit de l'extraction cuisine. 2. Le passage du ventilateur en grande allure. - Thermostat (ou hygrostat) et clapet motorisé à 2 positions pré-réglées (10) disposés sur l'orifice salle de bains et assurant en cas d'élévation de la température (ou de lehumidi té) 1. L'ouverture grand débit de l'extraction salle de bains 2. Le passage du ventilateur en grande allure. - Pompe à chaleur air extrait-air neuf, reversible par inversion de cycle (chauffage et rafraichissement) (Il). Thermostat d'ambiance à 3 étages pour commande automatique été-hiver et asservissement du chauffage d'appoint. Dans cette version, la puissance électrique souscrite est limitée aux seuls besoins ménagers, sans surpuissance pour usages thermiques, la majeure partie de la chaleur dissipée dans le logement (appareils de cuisson notamment) étant récupérée pour le chauffage. OPTIONS Pour les versions 1. 2. et 3. - Filtres - Récupérateur statique, à boucle liquide, ou caloduc. - Rafraichissement de l'air neuf en été, par humidification de l'air extrait avant passage dans le récupérateur. Pour la version 4. - Filtres - Humidification de l'air soufflé en hiver - Batterie de récupération pour le pré-chauffage de l'eau chaude sanitaire. Nota : D'autres combinaisons sont possibles à partir des 4 versions principales. APPLICATION Ventilation et traitement climatique des logements économes en énergie. REVENDICATIONS 1. Caisson de ventilation mécanique double flux individuel pour l'aération des logements, équipé de 2 ventilateurs à vitesse variable, pouvant recevoir un récupérateur de chaleur à transfert naturel ou thermodynamique, ainsi que des équipements pour la filtration, l'humidification, le rafraichissement, le pré-chauf fage de l'eau chaude sanitaire ; caractérisé en ce qu'il comporte une prise extérieure individuelle d'air neuf (1) et un rejet extérieur individuel d'air vicié (2) constitués par 2 gaines coaxiales. la gaine d'air vicié est contenue dans la gaine d'air neuf de plus grand diamètre, et possède un clapet interdisant toute inversion de circulation. 2. Caisson de ventilation selon 1, caractérisé en ce que la chambre de soufflage (5) comporte sur chaque orifice de distribution d'air (6), un diaphragme calibré déterminant le débit. 3. Caisson de ventilation selon 1, caractérisé en ce que la chambre d'extraction (7) comporte sur chaque orifice d'aspiration d'air (8), un diaphragme calibré déterminant le débit. 4. Caisson de ventilation selon 1 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte, dans certaines versions un clapet motorisé déterminant 2 débits maxi-mini pré-réglés (9), disposé sur l'orifice de la cuisine, et un clapet identique (10) disposé sur l'orifice de la salle de bains. 5. Caisson de ventilation 1 et 4, caractérisé en ce que chaque clapet motorisé est commandé automa tiquement par un thermostat (ou un hygrostat) placé sur l'orifice correspondant, et qui, outre la variation d'ouverture du clapet considéré, provoque simultanément le changement d'allure des ventilateurs.