Brevet FR2703761A1 — publié le 19941014

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CLIMATISATION ET/OU DE CHAUFFAGE DE LOGEMENTS, NOTAMMENT D'IMMEUBLES COLLECTIFS. L'invention concerne un procédé et un dispositif de climatisation et/ou de chauffage de logements, notamment d'immeubles collectifs. Les dispositifs aptes à permettre de climatiser et de chauffer des logements sont de quatre types se différenciant par la source d'énergie extérieure, air ou eau, utilisée, et par le fluide, air ou eau, utilisé pour restituer cette énergie dans les logements. Le premier type de dispositif consiste en des systèmes air/eau constitués généralement d'une installation centralisée composée d'un groupe extérieur installe en terrasse, et de ventilo-convecteurs disposés dans les pièces à chauffer et à rafraîchir et alimentés à partir du groupe extérieur au moyen de canalisations hydrauliques isolées. Outre leur prix élevé, de telles installations présentent plusieurs inconvénients. En premier lieu, elles imposent de pré-équiper l'ensemble de l'immeuble sans préjuger si les occupants désirent ou non l'option climatisation. De plus, elles nécessitent la mise en place d'un système de comptage d'énergie répondant à des normes spécifiques, dont le prix de revient est relativement élevé. Par ailleurs, de telles installations présentent un problème de souplesse lorsque, en mi-saison, certains locaux, bien exposés, nécessitent d'être rafraîchis alors que d'autres locaux nécessitent d'être chauffés. Il est à noter que ce dernier problème peut être résolu en installant deux groupes extérieurs, un par façade, sud et nord. Toutefois, cette solution amène un surcoût d'investissement non négligeable.En dernier lieu, toute défaillance du groupe extérieur a pour conséquence de priver l'ensemble des logements de chauffage ou de climatisation. Le deuxième type de dispositifs consiste en des systèmes eau/air constitués de pompes à chaleur disposées dans les logements, et alimentées au moyen d'une boucle d'eau à température constante, maintenue à la température désirée par un réchauffeur de boucle et une tour de refroidissement se servant de l'évaporation de 15 % de l'eau du circuit pour refroidir celle-ci. Ce système permet de pallier certains des inconvénients des systèmes air/eau décrits ci-dessus. En effet, il est possible de chauffer ou de climatiser en même temps des logements différents de l'immeuble. De plus, mise à part une défaillance d'un des éléments de la tour de refroidissement, tout défaut de fonctionnement ne concerne qu'un logement et non l'ensemble de l'immeuble. Par contre, ce système présente également des inconvénients. En premier lieu, le niveau sonore dans les logements est élevé car les compresseurs sont disposés à l'intérieur des pompes à chaleur installées dans ces logements. De plus, bien que le pré-équipement soit moins cher que dans le cas d'un système air/eau (tour de refroidissement moins chère que le groupe extérieur de ce système air/eau, et canalisations non isolées) le coût global de l'installation est supérieur à celui des systèmes air/eau. Le troisième type de dispositif consiste en des systèmes eau/eau constitués de ventilo-convecteurs disposés dans les logements, et alimentés au moyen d'une boucle d'eau dotée d'une tour de refroidissement. Un tel système peut être comparé aux systèmes air/eau avec toutefois l'inconvénient de ne pas permettre d'inversion de cycle. Enfin le quatrième type de dispositif consiste en des systèmes air/air réalisés au moyen de splits systèmes, c'est-à-dire des appareils comportant la partie condenseur et la partie évaporateur, et constitués d'une unité extérieure et d'une unité intérieure reliées par une canalisation de "Fréon", unité extérieure comprenant un ventilateur, un compresseur et un échangeur, et l'unité intérieure comprenant un ventilateur et un échangeur. De tels splits systèmes peuvent être conçus pour traiter l'ensemble d'un logement. L'unité intérieure est alors reliée à un réseau de gaines permettant de répartir l'air dans les différentes pièces de ce logement. Un tel système a pour avantage d'être d'un coût inférieur par rapport aux trois systèmes précités. De plus, les différents logements sont traités de façon totalement indépendante. Par contre, le prix de revient de l'installation reste encore relativement élevé. De plus, le niveau sonore au niveau de la reprise d'air de l'unité intérieure, est élevé. Enfin, la régulation de la température dans les différentes pièces est très aléatoire. Ces splits systèmes peuvent également être utilisés de façon individuelle, en installant un appareil par pièce Cette solution offre une grande souplesse d'utilisation mais son coût est élevé. La présente invention vise à pallier les inconvénients ci-dessus évoqués des divers dispositifs de climatisation et de chauffage de logements, et a pour principal objectif de fournir un dispositif de climatisation et/ou de chauffage consistant en un système air/air de faibles prix de revient et niveau sonore, et permettant de traiter de façon individuelle les logements. A cet effet, l'invention vise un procédé de climatisation et/ou de chauffage de logements, notamment d'immeuble collectif, du type consistant - à utiliser une unité extérieure et une unité intérieure reliées par des liaisons fluidiques et électriques, l'unité extérieure comprenant un compresseur, des moyens de ventilation et un échangeur, l'unité intérieure comprenant des moyens de ventilation et un échangeur, - a réaliser une circulation d'air à l'intérieur du logement à l'aide des moyens de ventilation de l'unité intérieure, - et à asservir le fonctionnement du compresseur de l'unité extérieure à un organe de contrôle de la température à l'intérieur du logement déterminant une température de consigne. Selon l'invention, ce procédé se caractérise en ce qu'il consiste - à utiliser une unité intérieure basse pression apte à délivrer de l'air sous une pression sensiblement inférieure à 6 mm, - et à délivrer cet air en vrac dans un faux plafond formant un plenum étanche apte à servir de chambre de détente, ledit plenum comportant des grilles de soufflage débouchant dans chacune des pièces à traiter. Selon ce procédé, on assure la climatisation d'un logement comportant plusieurs pièces au moyen d'un ensemble unité intérieure/unité extérieure à l'origine conçu pour traiter une seule pièce (soufflage bouche bée en raison de la faible pression de l'appareil intérieur). Par conséquent, il est notamment possible selon le procédé de l'invention, de climatiser un appartement de surface relativement faible mais comportant plusieurs pièces, en utilisant un ensemble conçu à l'origine pour climatiser une seule pièce. Cette climatisation est, en outre, assurée au moyen d'une installation ne comportant aucune gaine de soufflage, et dont le niveau sonore est très peu élevé en raison, d'une part, de la faible pression de l'unité intérieure, et d'autre part, du phénomène de chambre de détente donné par le plenum. L'originalité de la technique mise en oeuvre selon l'invention réside donc dans son extrême simplicité qui permet de réaliser la climatisation d'un logement au moyen d'une installation dont le coût est très largement inférieur à celui des installations actuelles. De façon préférentielle, ce procédé a pour but de permettre la climatisation et le chauffage des logements et on utilise, à cet effet, une unité extérieure dotée de moyens d'inversion de cycles, et une unité intérieure équipée d'une batterie électrique de complément pilotée par un thermostat extérieur. Par ailleurs, selon un mode de mise en oeuvre préférentiel - on utilise, pour une des pièces du logement , dite pièce maître, une grille de soufflage possédant des caractéristiques aérauliques aptes à autoriser des fluctuations du débit de ladite grille de plus ou moins 40 % par rapport à son débit nominal, et pour les autres pièces du logement, dites annexes, des grilles de soufflage munies de registres de réglage aptes à permettre de faire varier le débit desdites grilles de plus ou moins 30 % par rapport à leur débit nominal, - on asservit le fonctionnement du compresseur au moyen d'un organe de contrôle de la température disposé de façon à relever la température de l'air repris par les moyens de ventilation de l'unité intérieure, - et on régule la température dans les différentes pièces annexes du logement en modifiant, au moyen des registres de réglage, le débit d'air délivré dans lesdites pièces annexes. Selon ce mode de mise en oeuvre préférentiel, la régulation de la température dans une pièce annexe peut être affinée de façon très simple en modifiant au moyen du registre de réglage le débit d'air soufflé dans ladite pièce. En effet, la variation de débit engendré par la fermeture ou l'ouverture d'une ou des grilles de soufflage d'une ou des pièces annexes, se répercute dans la pièce maître au travers de la grille de soufflage de celleci, qui d'une part ne comporte pas de registre de réglage, et d'autre part est conçue de façon à pouvoir absorber ces fluctuations de débit. L'organe de contrôle de la température étant disposé de façon à relever la température de l'air de reprise global qui correspond à la température moyenne du logement, celui-ci réagit alors aux fluctuations de façon à réajuster les températures dans le logement. Il est à noter que l'utilisation de tels registres est possible grâce au fait que l'on travaille avec de l'air basse pression, ce qui évite toute surpression au niveau des bouches et toute nuisance sonore, même lorsque le débit desdites bouches est minimal. De plus, on pilote préférentiellement les registres de réglage des grilles de soufflage des pièces annexes au moyen d'organes à commande thermostatique. Selon une autre caractéristique de l'invention, on recouvre la face supérieure du faux plafond au moyen d'une couche de matériau isolant phoniquement et thermiquement. Un tel matériau a pour fonction essentielle d-'éviter toute condensation résultant d'une différence de température entre l'intérieur du plenum et l'air ambiant. Il a également pour fonction d'atténuer le niveau acoustique, d'une part de l'unité intérieure, et d'autre part entre les pièces. En outre, l'unité intérieure est avantageusement intégrée dans le faux plafond, et on sépare par une jouée ledit faux plafond en deux parties formant un plenum de reprise, doté d'une grille de reprise apte à servir de trappe de visite, et le plenum de soufflage. L'invention s'étend à un dispositif de climatisation et/ou de chauffage de logements, notamment d'immeubles collectifs du type comprenant - une unité intérieure et une unité extérieure reliées par des liaisons fluidiques et électriques, l'unité extérieure comprenant des moyens de ventilation et un échangeur, et l'unité intérieure comprenant des moyens de ventilation et un échangeur, - des moyens de soufflage et de reprise d'air reliés à l'unité intérieure, - un organe de contrôle de la température à l'intérieur du logement apte à asservir le fonctionnement du compresseur de l'unité extérieure Selon l'invention, ce dispositif se caractérise en ce que - l'unité intérieure est une unité basse pression apte à délivrer de l'air sous une pression sensiblement inférieure à 6 mm, - les moyens de soufflage comprennent un faux plafond formant un plenum étanche apte à servir de chambre de détente, ledit plenum comportant des grilles de soufflage pour chacune des pièces du logement. D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description - la figure 1 est une vue en plan d'un logement avec terrasse équipé d'un dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en élévation schématique par un plan vertical de cet appartement. L'installation conforme à l'invention comporte une unité intérieure 1 et une unité extérieure 2 à détente directe reliées entre elles par des conduites frigorifiques et des lignes électriques telles que 3 protégées par un ICT et noyées dans la chape du plancher. Les caractéristiques de ces unités données ci-après à titre d'exemple, correspondent à un appartement d'une surface de l'ordre de 50 m2. L'unité extérieure 2 consiste en une pompe à chaleur à détente directe présentant une puissance frigorifique de 3600 W et une puissance calorifique de 3800 W. Elle comporte, classiquement, un compresseur hermétique équipé d'une résistance de carter, un échangeur à détente directe en cuivre avec ailettes aluminium, un circuit frigorifique et un ventilateur hélicoïdal basse vitesse. Le circuit frigorifique comporte, en outre, essentiellement, un détendeur, une vanne d'inversion de cycle quatre voies, une bouteille anti-coup de liquide, et un déshydrateur. Cette unité extérieure 2 comporte, de plus, un système de dégivrage apte à contrôler la température sur l'échangeur et à commander périodiquement des inversions de cycle lorsque cette température est inférieure à un seuil prédéterminé. L'unité intérieure 1 consiste, quant à elle, en un ventilo-convecteur non carrossé d'un débit nominal de 650 m3/h avec une pression de 5 mm. Elle comporte une unité de ventilation à trois vitesses, un échangeur à détente directe cuivre/aluminium, et une batterie électrique de 2 KW. Cette batterie électrique est asservie à un thermostat extérieur qui autorise son enclenchement au-dessous d'un point de consigne prédéterminé. Cette unité intérieure 1 est reliée à un boîtier de commande pré-câblé comportant un thermostat, disposé dans l'appartement de façon que ledit thermostat relève la température de l'air repris par ladite unité. Ce boîtier de commande 4 comporte en outre, un bouton marche/arrêt, un sélecteur de vitesse de ventilation, un inverseur de cycle hiver/été. Les liaisons frigorifiques reliant les deux unités intérieure 1 et extérieure 2 comportent un tube de gaz et un tube de liquide gainés d'un manchon en un matériau isolant. Les liaisons électriques reliant ces deux unités 1, 2 comportent, quant à elles, des câbles électriques amenant la puissance délivrée au disjoncteur jusqu'à l'unité extérieure 2, et permettant de délivrer vers cette unité extérieure 2 le signal de commande du thermostat. En l'exemple, l'unité extérieure 2 est installée sur la terrasse de l'appartement à proximité du garde corps de cette terrasse, et comporte une grille extérieure 5 intégrée dans ce garde corps. Il est à noter que, compte tenu de la faible profondeur (de l'ordre de 25 cm) de cette unité extérieure 2, il est aisé de concevoir une solution architecturale permettant de l'intégrer directement dans le garde corps. L'unité intérieure 1 est, quant à elle, disposée au-dessus d'un faux plafond 6 constitué d'une plaque de "Placoplâtre" BA 13, s'étendant dans les circulations de l'appartement, et adapté pour former un plenum de soufflage 7 permettant de distribuer de l'air dans toutes les pièces à chauffer ou à rafraîchir. En vue de l'évacuation des condensats, cette unité intérieure 1 est connectée à une canalisation d'évacuation 8 raccordée par un siphon 9 sur une canalisation d'eau usée. Le volume délimité par le faux plafond 6 est, par ailleurs, séparé en deux par une jouée verticale 10 disposée au droit de l'unité intérieure 1, de façon former deux volumes distincts constituant le plenum de soufflage 7 s'étendant à l'avant de l'unité intérieure 1, et un plenum de reprise 11 s'étendant à l'arrière de cette unité intérieure 1. Afin d'assurer la reprise d'air, ce faux plafond 6 est doté d'une grille 12 disposée au droit de l'unité intérieure 1 de façon à communiquer avec le plenum de reprise 11. Cette grille 12, par exemple fixée au moyen de vis, présente avantageusement des dimensions (par exemple 600 mm x 600 mm) qui, grâce à son positionnement au droit de l'unité intérieure 1, permettent l'entretien ou le dépannage de cette unité intérieure. De plus, afin de permettre une circulation d'air entre les pièces à chauffer et à rafraîchir, et la circulation, les portes d'accès à ces pièces sont détalonnées de façon à ménager une lumière 13 sous lesdites portes. Il est à noter, enfin, concernant cette reprise d'air, que le boîtier de commande 4 incorporant le thermostat, est disposé dans la circulation et relève donc la température de l'air repris par l'unité intérieure 1. En ce qui concerne la distribution d'air, et en premier lieu, le faux plafond 6 est recouvert, dans sa partie délimitant le plenum de soufflage 7, d'une couche 14 de matériau isolant phoniquement et thermiquement, tel que de la laine de roche. Ce plenum de soufflage 7 est également équipé de grilles de soufflage pour la distribution d'air dans les différentes pièces - la grille de soufflage 15 alimentant la pièce principale, généralement la salle de séjour, étant adaptée pour posséder des caractéristiques aérauliques aptes à autoriser des fluctuations du débit de ladite grille de plus ou moins 40 % par rapport à son débit nominal, - les grilles de soufflage 16, 17 alimentant les autres pièces étant munies de registres de réglage aptes à permettre de faire varier le débit desdites grilles de plus ou moins 30 % par rapport à leur débit nominal. De plus, les registres de réglage des grilles de soufflage 16, 17 sont asservis à un organe à commande thermostatique (non représenté) permettant de réguler de façon indépendante la température de ces pièces. REVENDICATIONS 1/ - Procédé de climatisation et/ou de chauffage de logements, notamment d'immeuble collectif, du type consistant - à utiliser une unité extérieure (2) et une unité intérieure (1) reliées par des liaisons fluidiques et électriques (3), l'unité extérieure (2) comprenant un compresseur, des moyens de ventilation et un échangeur, l'unité intérieure (1) comprenant des moyens de ventilation et un échangeur, - à réaliser une circulation d'air à l'intérieur du logement à l'aide des moyens de ventilation de l'unité intérieure (1), - et à asservir le fonctionnement du compresseur de l'unité extérieure (2) à un organe (4) de contrôle de la température à l'intérieur du logement déterminant une température de consigne, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste - à utiliser une unité intérieure (1) basse pression apte à délivrer de l'air sous une pression sensiblement inférieure à 6 mm, - et à délivrer cet air en vrac dans un faux plafond (6) formant un plenum étanche (7) apte à servir de chambre de détente, ledit plenum comportant des grilles de soufflage (15-17) débouchant dans chacune des pièces à traiter. 2/ - Procédé selon la revendication 1 pour la climatisation et le chauffage de logements, dans lequel on utilise une unité extérieure (2) dotée de moyens d'inversion de cycle, et une unité intérieure (1) équipée d'une batterie électrique de complément pilotée par un thermostat extérieur. 3/ - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel on utilise une unité intérieure (1) et une unité extérieure (2) à détente directe. 4/ - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que - on utilise, pour une des pièces du logement, dite pièce maître, une grille de soufflage (15) possédant des caractéristiques aérauliques aptes à autoriser des fluctuations du débit de ladite grille de plus ou moins 40 % par rapport à son débit nominal, et pour les autres pièces du logement, dites annexes, des grilles de soufflage (16, 17) munies de registres de réglage aptes à permettre de faire varier le débit desdites grilles de plus ou moins 30 % par rapport à leur débit nominal, - on asservit le fonctionnement du compresseur au moyen d'un organe (4) de contrôle de la température disposé de façon à relever la température de l'air repris par les moyens de ventilation de l'unité intérieure (1), - et on régule la température dans les différentes pièces annexes du logement en modifiant, au moyen des registres de réglage, le débit d'air délivré dans lesdites pièces annexes. 5/ - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on pilote les registres de réglage des grilles de soufflage (16, 17) des pièces annexes au moyen d'organes à commande thermostatique. 6/ - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on recouvre la face supérieure du faux plafond (6) au moyen d'une couche (14) de matériau isolant phoniquement et thermiquement. 7/ - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on intègre l'unité intérieure (1) dans le faux plafond (6), et en ce que l'on sépare par une jouée (10) ledit faux plafond en deux parties formant un plenum de reprise (11), doté d'une grille de reprise (12) apte à servir de trappe de visite, et le plenum de soufflage (7). 8/ - Dispositif de climatisation et/ou de chauffage de logements, notamment d'immeubles collectifs du type comprenant - une unité intérieure (1) et une unité extérieure (2) reliées par des liaisons fluidiques et électriques (3), l'unité extérieure (2) comprenant des moyens de ventilation et un échangeur, et l'unité intérieure (1) comprenant des moyens de ventilation et un échangeur, - des moyens de soufflage et de reprise d'air reliés à l'unité intérieure (1), - un organe (4) de contrôle de la température à l'intérieur du logement apte à asservir le fonctionnement du compresseur de l'unité extérieure (2), ledit dispositif étant caractérisé en ce que - l'unité intérieure (1) est une unité basse pression apte à délivrer de l'air sous une pression sensiblement inférieure à 6 mm, - les moyens de soufflage comprennent un faux plafond (6) formant un plenum étanche (7) apte à servir de chambre de détente, ledit plenum comportant des grilles de soufflage (15-17) pour chacune des pièces du logement. 9/ - Dispositif de climatisation et de chauffage selon la revendication 8, dans lequel l'unité extérieure (2) est dotée de moyens d'inversion de cycles, et l'unité intérieure (1) est équipée d'une batterie électrique asservie à un thermostat extérieur. 10/ - Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, dans lequel l'unité intérieure (1) et l'unité extérieure (2) sont à détente directe. 11/ - Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que - une des grilles de soufflage (15) est adaptée pour posséder des caractéristiques aérauliques aptes à autoriser des fluctuations du débit de ladite grille de plus ou moins 40 % par rapport à son débit nominal, - les autres grilles de soufflage (16, 17) sont munies de registres de réglage aptes à permettre de faire varier le débit desdites grilles de plus ou moins 30 % par rapport à leur débit nominal. 12/ - Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque grille de soufflage (16, 17) dotée d'un registre de réglage, un organe à commande thermostatique de pilotage dudit registre. 13/ - Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le faux plafond (6) est recouvert d'une couche (14) de matériau isolant phoniquement et thermiquement.