Brevet FR2651867A1 — publié le 19910315

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour limiter les variations de température d'une enceinte isolée telle qu'un cellier ou une armoire aux parois isolantes. Ils sont particulièrement adaptés à la conservation du vin. Depuis les temps anciens, on sait conserver les vins de qualité pendant des durées longues et qui peuvent atteindre des décennies dans des caves. Plus récemment, on a développé des systèmes adaptés aux habitations modernes et en particulier aux appartements où, dans des armoires spéciales, on maintient une température assez basse et constante grâce à des dispositifs électriques du même type que ceux des armoires frigorifiques. Cependant, en général, d'une part, les habitations modernes, même à la campagne ne sont pas équipées de caves adaptées à la conservation du vin ou bien même si elles disposent de locaux en sous-sol, ceux-ci sont le plus souvent éclairés, mal ventilés et de plus, des canalisations d'eau chaude qui alimentent l'habitation les traversent ce qui élève leur température, particulièrement en hiver.Par ailleurs, la paroi qui sépare ces locaux de l'habitation principale est rarement équipée de moyens d'isolation thermique et celle-ci constitue ainsi une source de calories supplémentaire. D'autre part, pour ce qui concerne les armoires spécialement conçues pour la conservation des vins fins, elles ne sont pas toujours ventilées de manière suffisante et de plus, leur coût d'installation et de fonctionnement est élevé. L'invention se donne pour mission de fournir une enceinte pour la conservation de produits qui nécessitent une atmosphère renouvelée et aussi isotherme que possible comme le vin et qui puisse être installée dans les habitations modernes, spécialement à la campagne tout en étant mieux ventilée et moins chère que les systèmes existants. L'invention propose un procédé pour limiter les variations de température d'une enceinte isolée thermiquement où l'atmosphère est renouvelée périodiquement par de l'air qui a cheminé dans une canalisation enterrée dans le sol. Sa profondeur est d'au moins 0,40 m et sa longueur supérieure à 5 m. L'enceinte est étanche et ses parois ont une résistance thermique au moins égale à 1,25 m2 W-lK Dans une variante du procédé, l'air pénètre dans l'enceinte en partie basse pendant la saison chaude pour sortir en partie haute et inversement pendant la saison froide. I1 est prévu également que l'air puisse être mû par un ventilateur mis en marche à intervalles variables pour des durées définies. Les moments de mise en marche sont régulés en fonction des différences de températures entre le haut et le bas de l'enceinte. Les figures et la description qui suivent permettront de comprendre le fonctionnement de l'invention. La figure 1 présente un schéma de l'installation complète, La figure 2 présente le détail de l'entrée d'air, La figure 3 présente le détail de la sortie d'air, Quant à à la figure 4, elle schématise le circuit électronique de régulation. Sur la figure 1, on voit en 1, schématiquement, une coupe au travers de l'enceinte. C'est par exemple une armoire identique à celle d'un réfrigérateur mais ce peut être également un local de plus grandes dimensions destiné à la conservations des fruits par exemple. Ce qui est important, c'est une bonne étanchéïté et une résistance thermique des parois suffisante. Ainsi une armoire destinée à la conservation d'une cinquantaine de bouteilles de vin aura avantageusement des doubles parois métalliques séparées par un isolant mousseux ou fibreux d'une épaisseur de 5 cm ce qui équivaut en moyenne à une résistance thermique de 1,25 m2W 1K Les cinq parois fixes sont parfaitement étanches et le joint périphérique de la porte est avantageusement magnétique.Sur la figure, on voit en 2 l'isolant des parois En 3 on a représenté les bouteilles supportées par des dispositifs non représentés. L'enceinte 1 est installée par exemple dans le sous-sol 4 non chauffé d'une habitation moderne. L'enceinte est alimentée en air par une canalisation 5 enterrée dans le sol à une profondeur suffisante. En général comprise entre 50 et 100 cm. Cette canalisation qui a par exemple un diamètre de 8 cm se termine par une cheminée 6 qui émerge de terre à une distance suffisante. Ce qui est déterminant, c'est la longueur totale enterrée de la canalisation 5 mais celle-ci peut suivre un trajet quelconque, rectiligne ou en forme de méandres par exemple. En général, en climat tempéré, une dizaine de mètres conviennent. L'air est prélevé en 6 à la température ambiante extérieure, il est aspiré grâce au petit ventilateur électrique 7.Pendant son trajet sous-terrain 8 il est conditionné en température et acquiert la température du sol. C'est-à-dire celle d'une cave traditionnelle telle que celles où l'on conserve le vin. La portion de canalisation 9 qui relie la partie enterrée à l'enceinte est de préférence calorifugée par un isolant 10, celui-ci de même que la canalisation 9 est de préférence souple de manière à pouvoir changer de position. Une sortie d'air li a été prévue. En général elle débouche dans le local 4, où l'air expulsé contribuera à stabiliser la température de la pièce. Sur la figure 1 la canalisation 9 et le ventilateur 7 sont en partie basse tandis que la sortie d'air Il est en partie haute. Cette disposition est avantageusement celle de la saison chaude, l'air froid introduit en partie basse est forcé vers le haut d'où il chasse l'air chaud qui s'y était accumulé avant la mise en route du ventilateur. Pendant la saison froide au contraire entrée et sortie seront inversées, l'air chaud introduit en haut chassera l'air plus froid vers le bas. Mais l'invention prévoit également que les entrées et sorties d'air puissent être, pour des raisons de simplicité inamovibles.Elles sont alors situées de préférence à deux des coins les plus éloignés de l'enceinte, l'un en haut et l'autre en bas. Au voisinage de l'entrée et de la sortie de l'air, on a prévu des déflecteurs 12 et 13 qui servent à répartir l'air dans l'enceinte et évitent que les produits placés dans le voisinage immédiat des canalisations 9 ou 11 ne subissent des variations de températures trop brutales. Sur la figure 2 on présente une vue schématique de l'entrée d'air. On voit en 14 la paroi isolante de l'enceinte. Elle est pourvue de certains éléments fixes et d'autres mobiles. Les éléments fixes sont l'entrée 15 avec le système de montage rapide 16, par exemple à baïonnette, le déflecteur 12 et le tube de la sonde 17, ainsi que la sonde elle-même 18. Les éléments mobiles comprennent le ventilateur 19 avec son moteur 20, le canal rigide 21 support du ventilateur, la canalisation souple 22 et l'isolant 23. Sur la figure 3, c'est la sortie d'air qui est représentée. Elle comporte simplement le déflecteur 13, la sonde 25 protégée par son tube 24, le conduit de sortie 26 avec son système de montage 27. La bouche de sortie 28 y est adaptée, elle est équipée d'un système de volets automatiques 29, ceux-ci, abaissés sous l'effet de leur poids se soulèvent pour laisser passer l'air qui sort. Ils évitent ainsi pendant les phases où l'air est immobile, un flux de sens opposé à celui qui est dû au ventilateur d'entrée 19. La figure 4 représente le schéma de la régulation électronique. On y voit un boîtier de commande 30 et l'on y retrouve la sonde basse 31 et la sonde haute 32. Lorsqu'on adopte un système interchangeable été-hiver comme sur les figures 1, 2 ou 3, la sonde basse 31 correspond à la sonde 18, située à l'entrée en été et la sonde haute 32, à la sonde 25 située à la sortie en été. En hiver, entrée et sortie sont inversées. Mais quel que soit le système adopté fixe ou interchangeable hiver-été, la sonde basse a, à la mise en marche du ventilateur, une température inférieure à celle de la sonde haute et l'écart des deux sondes diminue au cours de la phase de ventilation. Sur la figure 4, on a également représenté schématiquement le moteur 20 et le ventilateur 19. On voit également schématisé un circuit temporisateur 33. Au début du cycle - au temps t = O - le circuit 30 donne l'ordre au temporisateur 33 de faire fonctionner le moteur 20 pendant la durée ss t préétablie. Cette durée a été choisie une fois pour toutes, elle dépend des caractéristiques de l'installation et de son environnement, en particulier des surfaces d'échange et des résistances thermiques des parois de l'enceinte, de la charge thermique de l'installation, c'est-à-dire de la quantité et de la nature des produits conservés, du climat régional, de la sensibilité du local où se trouve l'enceinte aux variations de température extérieure, etc.. Au temps ss t, le ventilateur s'arrête et l'air s'immobilise dans l'enceinte. A ce moment la - dans la mesure où iXt a été choisi suffisamment long - les températures indiquées par les sondes haute 32 et basse 31 sont voisines. Leur différence est alors enregistrée par le circuit 30 et va servir de référence pour la suite. A partir de ce moment là, les flux thermiques au travers des parois de l'enceinte ou les circulations d'air au travers des joints tendent à équilibrer les températures entre ltintérieur et l'extérieur de l'enceinte : la chaleur entre dans l'enceinte en été et en sort en hiver. Si c'est la chaleur qui entre, la partie haute de l'enceinte s'échauffe tandis que la partie basse varie peu. Si la chaleur sort, c'est le contraire, mais dans tous les cas en absence de circulation forcée de l'air, c'est l'air chaud plus léger qui s'établit en haut de l'enceinte et l'air froid qui stagne en bas. Ce gradient thermique est la grandeur de base utilisée pour la régulation. Le circuit 30 a pour fonction de comparer la valeur de cette différence avec la valeur de référence enregistrée à l'instant de l'arrêt du ventilateur.Lorsque l'écart ao entre les deux valeurs dépasse un certain seuil déterminé lui aussi en fonction des caractéristiques de l'installation et de son environnement, par exemple 20C, le circuit 30 donne de nouveau au temporisateur 33 l'ordre de démarrer le moteur pour une durée tit et le cycle recommence. La description de la régulation qui précède montre ainsi que les variations de température des produits conservés dans l'enceinte sont limitées. En effet, tout au long de l'année, ces températures ne peuvent qu'osciller de +zse de part et d'autre de la valeur de la température de l'air qui a longuement circulé à l'intérieur du sol. Comme t peut être choisi aussi petit qu'on le désire, on constate que la température dans l'enceinte sera pratiquement, toute l'année, la même que celle d'une cave enterrée et bien isolée de l'extérieur. Le système de l'invention permet ainsi à peu de frais - le matériel installé est simple et le coût de fonctionnement du ventilateur minime - de disposer d'un endroit où la conservation, des vins particulièrement, peut s'effectuer dans des conditions voisines que celles d'une bonne cave. REVENDICATIONS 1. Procédé pour limiter les variations de température d'une enceinte isolée thermiquement, caractérisé en ce qu'on renouvelle périodiquement l'atmosphère de l'enceinte avec de l'air qui a cheminé dans une canalisation enterrée dans le sol. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la canalisation est à une profondeur supérieure à 0,40 m. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la longueur de canalisation enterrée est supérieure à 5 m. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'enceinte isolée thermiquement est étanche et que la résistance thermique de ses parois est supérieure à 2 -1 1,25 m W K 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arrivée d'air est en partie basse de l'enceinte en période chaude et la sortie en partie haute, et inversement en période froide. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le renouvellement de l'air est produit grâce à un ventilateur électrique. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les périodes de fonctionnement du ventilateur ont une durée définie, toujours la même et en ce que la durée séparant deux périodes de fonctionnement est régulée. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que c'est la différences des températures entre le haut et le bas de l'enceinte qui sert de base à la régulation de la durée séparant deux périodes de fonctionnement. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que c'est l'accroissement de la différences des températures entre partie haute et partie basse en référence à ce qu'elle était à l'instant de la fin du fonctionnement qui déclenche la mise en marche de la circulation forcée de l'air. 10. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte étanche isolée thermiquement, une canalisation enterrée et un moyen pour forcer l'air à circuler dans la canalisation avant de pénétrer dans l'enceinte.