Brevet FR2690734A1 — publié le 19931105

La présente invention concerne un dispositif de climatisation. Les dispositifs actuellement connus, à fonctionnement adiabatique ne permettent pas un contrôle séparé du degré d r hygrométrie et de la température d'un local. Ils ont, par ailleurs, une consommation d'énergie très importante. L'objet de la présente invention est de présenter un dispositif contrôlant séparément l'hygrométrie et la température avec une consommation électrique réduite. Dans ce but, le dispositif objet de la présente invention comporte dans le local à climatiser un moyen de soufflage d'air dans ledit local et un moyen d'aspiration d'air du dit local et un pulvérisateur. Un capteur de température ambiante et un capteur d'hygrométrie sont reliés électriquement à un calculateur commandant, en fonction des informations lui provenant du capteur de température ambiante et du capteur d'hygrométrie, cinq fonctions - une commande de débit d'air entrant de l'extérieur du local dans le moyen de soufflage, - une commande de débit d'air recyclé entrant dans le moyen de soufflage, - une commande de débit d'air sortant à l'extérieur du local par le moyen d'aspiration, - une commande de pulvérisation et une batterie froide. La description qui va suivre faite dans un but explicatif et nullement limitatif en regard des dessins annexés permet de mieux comprendre les avantages, buts et caractéristiques de l'invention. La figure 1 représente une vue en coupe d'un local industriel équipé du dispositif. La figure 2 représente un schéma bloc des liaisons électriques entre les différentes parties du dispositif présenté en figure 1. La figure 3 représente une vue en coupe d'un moyen de soufflage du dispositif présenté en figure 1. Dans la figure 1 sont représentés un local industriel comportant des charges thermiques 2 et des murs 3, un moyen de soufflage 4 placé sur un premier mur 3 et comportant une batterie chaude 19, une batterie froide 20, une entrée 5 d'air extérieur au local 1, une entrée 6 d'air recyclé dans le local 1 et une sortie d'air 7 dans le local 1, un pulvérisateur 8 comportant une commande électrique 21 et accolé au moyen de soufflage.4, un moyen d'aspiration 9 placé sur un second mur 3 et comportant une entrée 10 d'air du local 1 et une sortie 11 d'air à l'extérieur du local 1. L'entrée 5 d'air extérieur est munie d'une commande de débit 12. L'entrée 6 d'air recyclé est munie d'une commande de débit 13. L'entrée 10 d'air du local 1 est munie d'une commande de débit 14. Un capteur de température 15 et un capteur d'hygrométrie 16 sont placés à proximité des charges thermiques 2. Un calculateur 17 est placé dans le local 1. Enfin, un capteur de consommation électrique 18 est placé sur le réseau d'alimentation électrique des charges thermiques 2. Les charges thermiques 2 sont généralement des machines industrielles. Leur fonctionnement provoque une génération de chaleur dans le local 1. Les murs 3 qui supportent respectivement le moyen de soufflage 4 et le moyen d'aspiration 9 sont opposés. Cependant, le moyen de soufflage 4 et le moyen d'aspiration 9 peuvent être placés sur des murs jointifs. Le moyen de soufflage 4 et les commandes de débit 12, 13 et 14 sont représentés en figure 3. Les entrées 5, 6 et 10 d'air et les sorties 7 et 11 d'air sont de type connu, préférentiellement sans tuyauterie. Le pulvérisateur 8 est accolé au moyen de soufflage 4. Le capteur de température 15 est de type connu. Il fournit un signal électrique représentatif de la température de l'air ambiant à proximité des charges thermiques 2. Le capteur d'hygrométrie 16 est de type connu. I1 fournit un signal électrique représentatif de l'hygrométrie de l'air ambiant à proximité des charges thermiques 2. Le capteur de consommation 18 est de type connu. Il fournit un signal électrique représentatif de la consommation électrique des charges thermiques 2. La batterie chaude 19 est de type connu, par exemple à résistance, adaptée à chauffer l'air circulant dans le moyen de soufflage 4. La batterie froide 20 est de type connu et adaptée à refroidir l'air circulant dans le moyen de soufflage 4. La commande électrique 21 commande le fonctionnement du pulvérisateur 8 en fonction d'un signal électrique. Elle est de type connu, par exemple électrovanne. Le fonctionnement du dispositif étant commandé par le calculateur 17 est décrit avec la figure 2. Dans la figure 2 sont représentés le calculateur 17 connecté d'une part aux capteurs 15, 16 et 18 et d'autre part, aux commandes de débit 12, 13 et 14, aux batteries chaude 19 et froide 20, et à la commande électrique 21 du pulvérisateur 8. Le calculateur 17 comporte un clavier 23, une mémoire 24, une horloge 25, des détecteurs de franchissement de seuils 26, 27, 28, 29, 31 et 32 un processeur 30. Le clavier est de type connu. La mémoire 24 est de type connu. Elle permet de conserver les consignes de température et d'hygrométrie données par l'utilisateur, par l'intermédiaire du clavier ou par le constructeur, les dates de fermeture du local 1, les heures d'activité dans le local 1 et le rendement thermique des charges thermiques 2. L'horloge 25 est de type connu. Elle fournit électriquement les informations d'heure et de date. Le détecteur de franchissement de seuil 26 compare les signaux lui provenant du capteur de température 15 à une valeur donnée par le processeur 30 et fournit un signal lorsque le premier est inférieur au second. Le détecteur de franchissement de seuil 27 compare les signaux lui provenant du capteur de température 15 à une valeur donnée par le processeur 30 et fournit un signal lorsque le premier est supérieur au second. Le détecteur de franchissement de seuil 28 compare les signaux lui provenant du capteur d'hygrométrie 16 à une valeur donnée par le processeur 30 et fournit un signal lorsque le premier est inférieur au second. Le détecteur de franch9sce-ent do seuil 29 CoMnere les signaux lui provenant du capteur d'hygrométrie 16 à une valeur donnée par le processeur 30 et fournit un signal lorsque le premier est supérieur au second. Le détecteur de franchissement de seuil 31 compare les signaux lui provenant du capteur d'hygrométrie 18 à une valeur donnée par le processeur 30 et fournit un signal lorsque le premier est inférieur au second. Le détecteur de franchissement de seuil 32 compare les signaux lui provenant du capteur d'hygrométrie 18 à une valeur donnée par le processeur 30 et fournit un signal lorsque le premier est supérieur au second. Le processeur 30 est de type connu. Il est, par exemple constitué d'un micro-processeur ou d'un microcontrôleur. Selon une variante, des. convertisseurs analogiques numériques sont placés entre le processeur 30 et les capteurs 15, 16 et 17 et remplacent les détecteurs de franchissement de seuils 26, 27, 28, 29, 31 et 32. De cette manière, la précision des calculs effectués par le processeur est plus grande. Selon une seconde variante, des convertisseurs numériques analogiques sont placés électriquement entre le processeur 30 et les commandes de débit 12, 13 et 14, les batteries chaudes 19 et froide 20, le déshumidificateur 22 et à la commande électrique 21 du pulvérisateur 8. De cette manière, les fonctionnements des commandes sont plus gradués et plus précis. En fonction des signaux de frachissement de seuil qu'il reçoit des détecteurs 26, 27, 28, 29, 31 et 32 et de l'horloge 25, le procosseur 30 controle les commandes de débit 12, 13, 14, les battories 19 et 20, le déshumidificateur 22 et la commande électrique 21 selon des algorithmes partiellement décrits ci-dessous : En hiver, ou plus généralement lorsque le détecteur de franchissement de seuil 26 émet un signel, sign@l qui correspond à une nécessité de chauffage, les débits d'air entrant par les entrées 5 et 10 sont nuls et le débit d'air entrant par l'entrée 6 est maximal.La hatterie chaude 19 est a3 ors en fonotionnement do telle. manière que. ai r la traversant est réchouffé jusqu'à ce que le déta@teur de franchissement de souil 26 srrête l'émission du signal. Au printemps et @n eutomne, ou plus généralement lorsque le déteeteur de franchissament de souil 27 émet un signal, signal qui correspond @ une nécessité de rafraichissement, l'ontrée 5 est ouverte par la commande 12 en fonction d'équations thermiques non rappelécs ici. Le déblt d'air ontront par l'ontrée 6 est alors commandé par la commande 13 13 de manière manière que a somme des dbbits d'air ontrant par les entrées 5 et 6 est conetante. Le moyen de commande 14 commande une ouverture de l'entrée 10 de tolle manière que la débit d'air entrant par l'entrée 5 aoit égal au débit d'air sortant par la sortie 11, la pression dans la local 1 restant ainsi constante. En été, ou plue généralement lorsque le détecteur de franchissement de seuil 27 émet un signal et que, par calcul aveo des équations non @@ppoléca ioi appliquées à l'informa- tion de température fournie par le capteur de température 15 et aux charges thermiques présontes et en fonctionnement dans le local 1, informations fournies par le capteur de consommation 18, le processeur 30 détermine une nécessité de rafraichissement de l'air extérieur, l'entrée 6 est fermée, les entrées 5 et 10 sont ouvertes de telle manière que les débits d'air les traversant sont maximaux et la batterie froide 20 est mise en fonctionnement. Le contrôle de l'hygrométrie autour de la valeur de consigne conservée par la mémoire 24 est réalisé par la commande de fonctionnement du pulvérisateur 8 et de l'entrée 5 selon les équations de fonctionnement thermodynamique qui ne sont pas rappelées ici. Le chauffage du local 1 avant la mise en fonctionnement des charges thermiques 2 est commandé en fonction des horaires de travail et des dates de travail conservées dans la mémoire 24 et des informations fournies par l'horloge 25. Ce chauffage est réalisé avec un débit d'air nul dans les entrées 5 et 10 et maximal dans l'entrée 6 et un fonctionnement de la batterie chaude 19. A la mise en fonctionnement des charges thermiques 2, le fonctionnement de la batterie chaude 19 est progressivement réduit de telle manière que la somme des consommations électriques des charges thermiques 2 et de la batterie chaude 19 soit constant. Les valeurs émises par le processeur 30 vers les détecteurs de franchissement de seuil 26, 27, 28, 29, 31 et 32 sont obtenues par des calculs en fonction d'équations non décrites ici. Dans la figure 3 sont représentés le moyen de soufflage 4 comportant la batterie chaude 19, la batterie froide 20, l'entrée 5 d'air extérieur au 7 OC? 1, entrée E d'air recyclé dans le local 1 et la sortie d'air 7 dans le local 1, le pulvérisateur 8 comportant une commande électrique 21 et accolé au moyen de soufflage 4. L'entrée 5 d'air extérieur est munie de la commande de débit 12. L'entrée 6 d'air recyclé est munie de la commande de débit 13. Un filtre 33 est placé dans l'entrée d'air 5. Un ventilateur 34 est placé devant la sortie d'air 7. Une pompe à haute pression 35 est connectée au pulvérisateur 8. Le pulvérisateur 8 comporte une buse d'atomisation 36. Selon les applications et les machines présentes dans le local 1, le filtre 33 peut filtrer seulement l'air entrant par l'entrée 5, comme dans la figure 3, ou tout l'air entrant par les deux entrées 5 et 6. Le fonctionnement du ventilateur 34, par inversion du flux d'air pendant de courtes périodes, permet d'éviter le colmattage du filtre 33. REVENDICATIONS : 1. Dispositif de climatisation d'un local (1) comportant un moyen de soufflage (4) d'air dans ledit local et un moyen d'aspiration (9) d'air du dit local caractérisé en ce qu'il comporte en outre un pulvérisateur (8) et, relié à un calculateur (17), un capteur de température ambiante (15), un capteur d'hygrométrie (16), ledit calculateur (17) commandant en fonction des informations lui provenant du capteur de température ambiante et du capteur d'hygrométrie, une commande (12) de débit d'air entrant de l'extérieur du local (1) dans le moyen de soufflage (4), une commande (13) de débit d'air recyclé entrant dans le moyen de soufflage (4), une commande (14) de débit d'air sortant à l'extérieur du local par le moyen d'aspiration (9), une commande de pulvérisation (21) et une commande de batterie froide (20). 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en outre une batterie chaude (19) adaptée à chauffer l'air traversant le moyen de soufflage (4) et reliée électriquement au calculateur (17) commandant le fonctionnement de ladite batterie chaude. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capteur de consommation électrique (18) relié électriquement au calculateur (17). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le calculateur (17) comporte une mémoire (24) adaptée à conserver Qes C:I- de température et d'hygrométrie et des rendements thermiques des charges thermiques (2). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le calculateur (17) comporte une horloge (25) adaptée à fournir des informations d'heure et de date. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le calculateur (17) comporte un processeur (30) et au moins un détecteur de franchissement de seuil (26, 27, 28, 29, 31, 32) adapté à comparer les signaux provenant des capteurs (15, 16, 18) à des valeurs fournies par le processeur (30) et à fournir au processeur (30) un signal de franchissement de seuil. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le calculateur (17) comporte un processeur (30) et au moins un convertisseur analogique-numérique relié en entrée à un capteur (15, 16, 18) et en sortie au convertisseur (30). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un filtre (33) filtrant l'air traversant les deux entrées (5, 6) du moyen de soufflage (4). 9. Procédé de climatisation d'un local caractérisé en ce qu'il contrôle, en fonction de la température ambiante et de l'hygrométrie ambiante, un pulvérisateur (8), le débit d'air entrant dans le local, le débit d'air recyclé dans ledit local, le débit d'air sortant à l'extérieur du local et une batterie froide (20). 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce qu'en fonction de la consommation électrique des charges thermiques placées dans le local et de leur rendement ther mique, est commandé une batterie chaude (19) de telle manière que la consommation totale soit approximativement constante.