Brevet FR2552861A1 — publié le 19850405

La présente invention concerne un aérotherme. On connaît déjà divers types d'aérothermes qui comportent essentiellement un groupe motoventilateur soufflant de l'air à travers une enceinte de détente en travers de 5 laquelle s'étend un échangeur de chaleur Ces adrothermes qui sont destinés à assumer le chauffage de locaux de grand volume, tels que des ateliers, sont habituellement disposés horizontalement Autrement dit ces aérothermes produisent à leur sortie des courants d'air chaud sensiblement horizon10 taux et comme cet air chaud a naturellement tendance à monter, il en résulte une stratification des couches d'air du local présentant des différences de température très élevées entre le plafond du local et le sol Une telle différence de température peut être de l'ordre de 15 à 30 C. Ces aérothérmes doivent fournir, pour une température de confort donnée à l'intérieur du local, une quantité de chaleur supérieure ou égale à la quantité de chaleur perdue Cette perte de chaleur est de deux types à savoir d'une part une déperdition statique due aux parois et d'au20 tre part une déperdition dynamique due au renouvellement de l'air interne Du fait de la stratification entraînée par la montée de l'air chaud, les pertes thermiques à travers la toiture du local sont très importantes. Pour assurer le confort désiré des personnes tra25 vaillant dans le local, il a été prévu de diriger les courants d'air chaud vers ces personnes La sensation de confort de chaque personne dépend de la température de l'air ambiant, de sa vitesse, du degré hygrométrique de l'air et du rayonnement des parois Si l'on souffle de l'air chaud 30 sur les personnes travaillant dans le local équipé de l'aérotherme, ces personnes éprouvent malgré tout une sensation de froid d'o la nécessité d'augmenter la température de l'air sortant de l'aérotherme De ce fait cet air plus chaud a tendance à monter et à se stratifier plus vite On a es35 sayé de remédier à ces inconvénients en prévoyant des accessoires de reprise de l'air au sol mais ces accessoires présentent l'inconvénient d'être chers, encombrants et peu efficaces. On a également envisagé une autre solution constituant à disposer les aérothermes verticalement mais avec une telllle disposition on retrouve les inconvénients énoncés 5 précédemment, en ce qui concerne le soufflage direct sur les personnes se trouvant dans le local h chauffer. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en procurant un aérotherme de conception particulibrement simple permettant d'obtenir un confort optimal des 10 personnes se trouvant dans un local et dont la vitesse de l'air à la sortie peut être adapté très aisément à la hauteur de l'aérotherme par rapport au sol. A cet effet, cet aérotherme d'axe vertical comportant une enceinte de détente ouverte à ses deux extrémités 15 supérieure et inférieure et un groupe motoventilateur monté en travers de l'orifice supérieur de l'enceinte de détente et soufflant de l'air vers le bas b travers cette enceinte de détente, est caractérisé en ce qu'il comporte, en travers de son orifice de sortie inférieur, un fond central bombé 20 et, dans l'espace annulaire délimité entre ce fond central bombé et la paroi de l'enceinte, des ailettes de distribution d'air à orientation réglable. L'aérotherme suivant l'invention offre l'avantage qu'il permet de faire varier très aisément, en fonction de 25 la position des ailettes de distribution, la vitesse de l'air au niveau des occupants du local Ces ailettes assurent ainsi une distribution multidirectionnelle et à faible vitesse de l'air au niveau des occupants du local, l'air pouvant ainsi sortir de l'aérotherme à une vitesse d'autant 30 plus élevée que l'aérotherme est situé à une hauteur plus grande par rapport au sol La nature multidirectionnelle et la vitesse de l'air au niveau des occupants du local est obtenue très simplement en faisant varier l'inclinaison des ailettes de distribution. L'aérotherme suivant l'invention peut être utilisé tel quel en tant qu'appareil de déstratification Il peut être aussi utilisé comme appareil de chauffage et dans ce cas il comporte, à l'intérieur de l'enceinte de détente, un 3 2552861 échangeur de chaleur balayé par l'air souffléi par le groupe motoventilateur Cet échangeur de chaleur est constitué de préférence par une batterie spiralée offrant l'avantage de délivrer à sa sortie un flux d'air chaud homogbne, sans turbulence. On-décrira ci-après,à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en coupe axiale verticale 10 schématique d'un aérotherme suivant l'invention. La figure est une vue en coupe horizontale faite suivant la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue développée et partielle d'une partie des ailettes de distribution de forme plane. La figure 4 est une vue développée partielle d'ailettes de distribution en forme de dièdres. L'aérotherme d'axe vertical suivant l'invention qui est représenté sur les figures 1 et 2 comporte une enceinte de détente cylindrique 1 ouverte à ses extrémités supérieure 20 et inférieure En travers de l'orifice supérieur de l'enceinte 1 s'étend un groupe motoventilateur constitué d'un ventilateur proprement dit 2, d'axe vertical, entraîné en rotation par un moteur 3, ce moteur 3 étant lui-même porté par l'enceinte 1 au moyen d'entretoises 4 Le groupe moto25 ventilateur 3 est agencé de manière à souffler de l'air vers le bas comme il est indiqué par les flèches sur la figure 1. Lorsque l'aérotherme suivant l'invention est utilisé en tant que générateur d'air chaud, il comporte, à l'intérieur de l'enceinte 1 et en dessous du groupe motoventila30 teur 2, 3, un échangeur de chaleur 5 qui est constitué de préférence par une batterie spiralée formée de tubes parcourus par un fluide caloporteur (eau, vapeur, gaz) ou bien encore par une résistance de chauffage électrique enroulée en spirale ou tout autre moyen équivalent. A sa partie inférieure l'aérotherme comporte, dans sa partie centrale, un fond bombé 6, en forme de calotte, à convexité tournée %ers l'intérieur,c'est-à-dire vers l'amont en considérait le sens d'écoulement de l'air du haut 4 2552861 vers le bas Ce fond bombé 6 est rendu solidaire de la paroi de l'enceinte 1 par tous moyens appropriés tels que tirants, entretoises, etc. Le fond bombé central 6 délimite ainsi, avec le bord 5 inférieur circulaire la délimitant l'orifice intérieur de l'enceinte 1, un espace annulaire 7 dans lequel sont logées des ailettes de distribution d'air B à orientation réglable. Ces ailettes 8 sont réparties régulièrement autour de l'axe vertical de l'aérotherme et chacune de ces ailettes 8 est 10 montée à rotation autour d'un axe horizontal et radial 9. Cet axe 9 peut être matérialisé par un pivot porté par la paroi de l'enceinte 1 Chacune des ailettes 8 s'étend ainsi en porte-à-faux radialement, en direction du fond bombé central 6, et son extrémité interne est située à une très 15 faible distance de ce fond, tout en en étant séparée. Les ailettes de distribution d'air 8 ont une inclinaison réglable autour de leurs axes respectifs 9. Comme on peut le voir sur la figure 3, qui représente des ailettes planes 8 articulées autour de leurs axes 20 9, ces ailettes délimitent entre elles des canaux de sortie de l'air chaud dont la largeur varie en fonction de l'inclinaison de ces ailettes Lorsque les ailettes sont verticales, la largeur de passage de chaque canal est maximale et correspond à l'intervalle entre les axes de rotation 9 Ces 25 ailettes 8 sont représentées en trait plein dans une position assez fortement inclinée sur l'horizontale et en trait mixte dans une position plus faiblement inclinée Il est clair que dans la position faiblement inclinée la section de passage dans chaque canal est plus réduite et par conséquent 30 il est ainsi possible de faire varier la vitesse de sortie de-s veines élémentaires d'air chaud, indiquées par les flèches sur la figure 3, en fonction de l'orientation des ailettes 8. Le diamètre du fond central bombé 6 est choisi en 35 fonction de la hauteur à laquelle doit être utilisé l'aérotherme Si cet aérotherme doit être placé à faible hauteur, par exemple à 4 m, le fond bombé 6 a alors un diamètre relativement faible de manière à délimiter, avec le bord infé- rieur la de l'enceinte 1, un passage de sortie annulaire 7 de grande section, ce qui donne une vitesse de sortie de l'air chaud relativement faible. Au contraire, si l'a 6 rotherme doit être placé à une 5 hauteur plus grande, par exemple 15 m, le diamètre du fond 6 est plus grand de manière h réduire la section du passage de sortie 7 et à augmenter corrélativement la vitesse de sortie de l'air. Les ailettes de distribution d'air peuvent avoir 10 toute forme appropriée, notamment plane comme il a été décrit sur la figure 3 La figure 4 illustre le cas d'ailettes 10 en forme de dièdres comportant une partie supérieure loa verticale et de plus grande longueur que la partie inférieure l Ob située du côté de l'orifice de sortie et qui est 15 inclinée par rapport à la précédente Toute autre forme d'ailette peut être également envisagée notamment une forme courbe. Lorsque l'aérotherme est utilisé en tant que générateur de chaleur on utilise de préférence une batterie spira20 lée 5 qui permet d'obtenir en dessous d'elle un flux d'air chaud homogène sans turbulence. L'aérotherme suivant l'invention peut comporter également, en vue de réduire les turbulences, des aubages radiaux situés en aval du groupe motoventilateur 2, 3, ces 25 aubages jouant le rôle de redresseurs du courant d'air. D'après la description qui précède, les ailettes de distribution d'air 8 ou 10 ont été représentées comme étant situées à l'intérieur du volume cylindrique défini par la paroi de l'enceinte de détente 1 Toutefois, l'invention 30 s'applique également au cas o ces ailettes seraient disposées latéralement par rapport à la paroi cylindrique de l'enceinte l,c'est-à-dire à l'extérieur par rapport à celleci, le fond bombé central 6 étant alors naturellement aussi prolongé à l'extérieur de la paroi de l'enceinte de détente 35 1. REVENDICATINS 1. Aérotherme d'axe vertical comportant une enceinte de détente ouverte à ses deux extrémités supérieure et inférieure et un groupe motoventilateur monté en travers 5 de l'orifice supérieur de l'enceinte de détente et soufflant de l'air vers le bas à travers cette enceinte de détente, caractérisé en ce qu'il comporte, en travers de son orifice de sortie inférieur,un fond central ( 6) bombé et, dans l'espace ( 7) annulaire délimité entre ce fond central bombé ( 6) 10 et la paroi de l'enceinte ( 1), des ailettes de distribution d'air ( 8) à orientation réglable. 2. Aérotherme suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les ailettes de distribution ( 8) sont réparties régulièrement autour de l'axe vertical de l'aérotherme 15 et sont respectivement montées à rotation autour d'axes horizontaux et radiaux ( 9). 3. Aérotherme suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque axe horizontal et radial ( 9) de rotation d'une ailette ( 8) est matérialisé par un pivot porté 20 par la paroi de l'enceinte ( 1) bien que chacune des ailettes ( 8) s'étende en porte-à-faux, en direction du fond bombé central ( 6), et que son extrémité interne soit située à une très faible distance de ce fond, tout en en étant séparée. 4. Aérotherme suivant l'une quelconque des reven25 dications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte, en aval du groupe motoventilateur ( 2), ( 3), des auhages radiaux destinés à réduire les turbulences et jouant le rôle de redresseur du courant d'air. 5. Aérotherme suivant l'une quelconque des reven30 dications précédentes caractérisé en c e que les ailettes de distribution d'air ( 8) sont planes. 6. Aérotherme suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les ailettes de distribution d'air ( 10) ont chacune la forme d'un dièdre com35 portant une partie supérieure ( 10 a) verticale, de plus grande longueur que la partie inférieure (l Ob) située du côté de l'orifice de sortie et qui est inclinée par rapport à la précédente. 7. Aérotherme suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les ailettes de distribution d'air ( 8) sont disposées l'intérieur de l'enceinte de détente ( 1). S Aérotherme suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les ailettes de distribution d'air ( 8) sont disposées latéralement par rapport à l'enceinte de détente ( 1). 9. Aérotherme suivant l'une quelconque des reven10 dications précédentes caractérisé en ce que une batterie de chauffage spiralée ( 5) est disposée à l'intérieur de l'enceinte ( 1) en-dessous du groupe motoventilateur ( 2), ( 3), et au-dessus des ailettes de distribution d'air ( 8).