Brevet FR2669407A1 — publié le 19920522

SYSTEME D'ABAISSEMENT DE LA TEMPERATURE EN ESPACE LIBRE La présente invention concerne un système d'abaissement de la température en espace libre. De façon plus précise, l'invention concerne un système qui permet d'abaisser la température de l'air dans un espace non clos, c'est-à-dire à l'air libre. Les systèmes de régulation de température, notamment de refroidissement d'un espace clos tel qu'une habitation, un hall, une cave, etc., sont bien connus. Ils consistent le plus souvent dans la mise en circulation d'air à une température convenable pour amener l'ensemble de la masse d'air contenue dans l'espace clos à la température souhaitée. Lorsque l'espace à refroidir n'est pas clos le problème est plus délicat. Une telle situation peut se présenter dans des pays tempérés en périodes chaudes ou dans des pays chauds lorsqu'on veut diminuer la température ambiante dans une zone d'espace limitée telle qu'une terrasse de restaurant ou une cour intérieure d'immeuble ou encore une place publique où doivent se dérouler des activités de plein air.Par espace non clos, il faut aussi comprendre un espace partiellement clos de grand volume avec une communication permanente avec l'extérieur, tel qu'un hangar aéroportuaire. Pour résoudre ce problème, une première solution consiste à prévoir des bouches à air soufflant de l'air frais. Cette solution est d'une efficacité limitée, tout en nécessitant des débits considérables. En outre, son effet est désagréable pour les personnes qui se trouvent à proximité des bouches à air. Une autre solution consiste à implanter dans le sol des canalisations dans lesquelles on fait circuler un liquide de refroidissement. L'effet est limité et l'implantation d'un tel système nécessite des travaux importants et onéreux et peut conduire à des phénomènes de condensation. Un objet de l'invention est de fournir un système de refroidissement de l'air ambiant dans u n espace non clos qui remédie aux inconvénients des solutions mentionnées ci-dessus. Pour atteindre ce but, le système d'abaissement de la température d'un espace non clos se caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de buses d'atomisation de micro-gouttelettes dont l'axe fait un angle de +300 avec l'horizontale à une hauteur au-dessus du sol au moins égale à 2,50 m, des moyens pour alimenter en air comprimé et en eau lesdits diffuseurs et des moyens pour régler le débit d'eau fourni par chaque buse pour maintenir le degré hygrométrique de l'air ambiant inférieur à 75% et pour obtenir l'abaissement de température souhaité. Selon un mode préféré de mise en oeuvre, lesdits diffuseurs sont montés sur un mât et sur chaque mât sont montés trois diffuseurs dont les axes font entre eux un angle sensiblement égal à 1200. Selon une variante de mise en oeuvre, lesdites buses sont montées sur un support horizontal, les axes desdites buses étant disposés dans des plans perpendiculaires audit support. On comprend que grâce à la diffusion des gouttelettes d'eau dans l'atmosphère le degré hygrométrique de l'air ambiant est augmenté, ce qui provoque un abaissement de la température dans la zone considérée. En outre, ce système est aisé à mettre en place et il n'altère nullement l'esthétique de la zone ainsi équipée. Enfin, l'abaissement de température est relativement homogène contrairement à ce qui se produit avec les systèmes à air pulsé. De plus, on évite toute condensation de l'eau. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles - la figure 1 est une vue en élévation d'un système d'abaissement de la température selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus de l'installation de la figure 1 - la figure 3 est une vue en coupe verticale d'une vanne à vide utilisée dans l'invention ; et - la figure 4 montre une variante de mise en oeuvre du système d'abaissement de la température. En se référant aux figures 1 et 2, on va décrire le système d'abaissement de la température. Sur la figure 1, on a représenté en 10 le sol de l'espace ouvert où l'on veut abaisser la température. I1 s'agit, par exemple, d'une place. Le système comprend une pluralité de buses 12 d'atomisation de gouttelettes d'eau. Par buse d'atomisation, il faut entendre un dispositif qui, alimenté en eau et en air comprimé, délivre à sa sortie un brouillard de micro-gouttelettes d'eau en suspension dans l'air et qui ne retombent pas sur le sol. Les gouttelettes d'eau ont des dimensions qui varient de 15 à 20 microns. I1 existe plusieurs types de buses à atomisation. Selon la présente invention, on utilise des buses à injection. Dans une telle buse, le corps de la buse comporte un venturi à l'entrée duquel est appliqué l'air comprimé. L'eau est introduite par une canalisation auxiliaire au niveau du col du venturi où se crée une zone dépressionnaire. Cette zone crée une aspiration dans la conduite d'alimentation en eau. L'eau est divisée en fines gouttelettes en suspension dans l'air. A la sortie de la buse, on obtient un jet formé par un brouillard de fines gouttelettes d'eau comme expliqué ci-dessus. Une buse utilisable dans l'invention est commercialisée par la société Leadair sous la dénomination Air Fog. I1 existe de telles buses qui comportent un système d'auto-ramonage "intégré" autorisant ainsi l'utilisation d'une eau non traitée. Comme le montre la figure 1, les buses 12 sont montées sur une plate-forme 14 fixée à l'extrémité de mâts métalliques 16 scellés dans le sol 10. Ces mâts 16 sont de préférence creux. Les buses 12 ont leurs axes xx' sensiblement horizontaux. La hauteur h au-dessus du sol des axes des buses 12 est supérieure à 2,50 m. Les essais effectués ont montré qu'une hauteur h égale à 3 mètres était particulièrement satisfaisante pour le confort des personnes se trouvant dans la zone concernée. La distance L entre deux mâts 16a, 16b adjacents est de l'ordre de 8 m pour obtenir une zone homogène refroidie. Si l'on veut avoir des zones refroidies séparées par des espaces à température normale, on peut porter la distance L à 10 ou 15 m. La figure 2 montre qu'il est particulièrement avantageux de monter les buses 12 par groupe de trois à l'extrémité de chaque mât 16. Les trois buses 12a, 12b et 12c montées sur un même mât sont décalées angulairement de 120 degrés. Les essais effectués montrent qu'avec cette disposition des buses on obtient un refroidissement homogène de la zone entourant le mât. La figure 2 montre que, de préférence, les mâts 16 sont disposés selon des lignes et des colonnes de pas L. Avec cette disposition, on obtient une densité très homogène des gouttelettes d'eau dans le volume entourant les mâts et donc dans le volume dont on veut abaisser la température. Sur la figure 1, on a également représenté l'alimentation en eau et en air comprimé des différentes buses 12. Sur cette figure, on a représenté une source 18 d'air comprimé qui est reliée par les canalisations 20 à des tuyaux 22 montés dans les mâts creux 16. Le tuyau 22 est relié aux entrées d'air comprimé des trois buses 12a, 12b et 12c montées à l'extrémité de chaque mât 16. Le système comprend également une alimentation en eau 24 qui est reliée à des canalisations de distribution 26 par l'intermédiaire d'un variateur de débit 27. Les canalisations 26 sont reliées à des tubes 28 montés dans les mâts 16. Chaque tube 28 est raccordé aux entrées "eau" des trois buses montées sur le mât considéré. Chaque tube 26 est munie d'une vanne à vide 30 permettant de réguler l'alimentation en eau des buses en fonction de la pression de l'air comprimé. De préférence, la pression d'air comprimé est de l'ordre de 5 bars et la pression d'eau est de 1 bar. La figure 3 montre une vanne à vide 30 servant à réguler le débit dtalimentation en eau des buses en fonction de la pression d'air. La vanne comprend un corps formé de deux demi-coquilles 50 et 52 définissant une cavité interne 54 divisée en deux chambres 56 et 58 par une membrane déformable 60 dont la périphérie est pincée entre les deux demi-coquilles. La partie centrale du diaphragme 60 est solidaire d'un plateau 62 en forme de disque. Le plateau 62 est solidaire d'une tige axiale 64, 66. La tige 64 traverse de façon étanche la demi-coquille 50 et se termine par un plateau de pression 68. La demi-coquille 52 est prolongée par la pièce 70 traversée par la tige 66. Le perçage 72 se termine par un siège 74 pour un clapet 76 solidaire de l'extrémité de la tige 66.La pièce 70 est associée à la pièce 78 qui forme une chambre d'entrée pour le clapet 76 et est munie de l'orifice d'entrée 80. La demi-coquille 52 est munie de l'orifice de sortie 82. Le fonctionnement de la vanne est le suivant. La pression P de l'air comprimé est appliquée sur le plateau 68. Pour une pression suffisante la tige 64, 66 repousse le clapet 76 de son siège 74, ce qui permet la circulation d'eau depuis l'orifice 80 jusqu'à la chambre 56 et l'orifice 82. Les buses sont alimentées en eau. Au contraire, si la pression d'air comprimé chute, le clapet 76 se referme. Si la pression d'eau sur le plateau 62 devient excessive, la tige 66 remonte, ce qui referme le clapet. Le réglage se fait par l'intermédiaire du ressort taré 84. Une telle vanne est également produite par la société Leadair. De préférence, le système comprend de plus un hygromètre 32 permettant de mesurer en permanence le degré hygrométrique de l'air dans la zone considérée. Le signal de mesure délivré par l'hygromètre est appliqué à un circuit de contrôle 34 qui compare le degré hygrométrique de l'air à une valeur de consigne. Cette valeur de consigne est au maximum égale à un degré hygrométrique de 80% d'humidité et, de préférence, égale à 70%. Si la valeur de consigne est dépassée, le circuit de contrôle 34 applique un signal de commande au variateur de débit 27 pour diminuer la quantité d'eau pulvérisée par les buses 12 et ramener ainsi le degré hygrométrique à une valeur inférieure à la valeur de consigne. On comprend que l'abaissement de la température est provoquée par l'augmentation du degré hygrométrique de l'air. On sait qu'il existe des abaques qui permettent de relier la température sèche à la température humide en fonction du degré hygrométrique. Ces abaques sont décrits dans la publication ASHRAE Fondamental Handbook (SI) 1989, chap. 8. I1 est possible de stocker dans des mémoires du circuit de contrôle 34 les données correspondant à ces abaques. On peut ainsi, en entrant dans le circuit de contrôle 34 l'information d'abaissement de température désiré, commander le débit d'eau par l'intermédiaire du variateur de débit 27 à partir du degré hygrométrique initial mesuré par le capteur 32. On comprend que, grâce au système qui vient d'être décrit, on peut effectivement abaisser la température de l'espace associé aux mâts 16 tout en maintenant des conditions hygrométriques agréables. I1 est possible d'obtenir un abaissement de température allant jusqu'à 70C, ce qui est bien suffisant dans la quasi-totalité des cas. En outre l'implantation du système est simple et s'intègre parfaitement à l'environnement. En particulier, les mâts 16 sur lesquels sont montées les buses 12 peuvent avoir une autre fonction : par exemple constituer la hampe d'une source d'éclairage. Les essais effectués montrent que l'effet d'abaissement de la température demeure tant que le vent local à l'altitude considérée reste raisonnable. Dans l'exemple décrit, le système permet de climatiser une zone de surface relativement importante. I1 va de soi que l'invention peut s'appliquer à des surfaces plus réduites en n'utilisant qu'un seul mât avec trois buses pour climatiser, par exemple, une terrasse en plein air de restaurant. Sur la figure 4, on a représenté une variante de mise en oeuvre de l'invention bien adaptée pour refroidir un espace ouvert de dimensions plus réduites, tel qu'une terrasse de restaurant. Selon ce mode de mise en oeuvre, les buses 12 sont montées sur une rampe horizontale 90 disposée selon un grand côté de l'espace 92 à refroidir. Dans l'exemple décrit, il y a trois buses régulièrement espacées sur la longueur de la rampe. Les axes xx' des buses sont disposés dans des plans perpendiculaires à la longueur de la rampe support 90. La rampe 90 est munie de canalisations d'alimentation en eau et en air comprimé déjà décrites en liaison avec la figure 1. Dans certains cas, on peut ajouter dans l'eau alimentant les buses un parfum pour créer l'ambiance olfactique désirée. REVENDICATIONS 1. Système d'abaissement de la température d'un espace non clos, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de buses d'atomisation de micro-gouttelettes d'eau (12) dont l'axe fait un angle de +30 avec l'horizontale à une hauteur (h) au-dessus du sol au moins égale à 2,50 m, des moyens pour alimenter en air comprimé (18, 20, 22) et en eau (24, 26, 28) lesdites buses et des moyens (32, 34, 27) pour régler le débit d'eau fourni par chaque buse pour maintenir le degré hygrométrique de l'air ambiant inférieur à 75% et pour obtenir l'abaissement de température souhaité. 2. Système d'abaissement de la température selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites buses (12) sont montées sur un mât (16) et sur chaque mât (16) sont montées trois buses (12) dont les axes font entre eux un angle sensiblement égal à 1200. 3. Système d'abaissement de température selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites buses (12) sont montées sur un support horizontal (90) allongé, les axes desdites buses étant disposés dans des plans perpendiculaires audit support. 4. Système d'abaissement de la température selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que l'eau d'alimentation des buses est à une pression de l'ordre de 1 bar et en ce que la pression de l'air comprimé est de l'ordre de 5 bars. 5. Système d'abaissement de la température selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites buses (12) sont du type à venturi.