Brevet FR2770622A1 — publié le 19990507

UNITE INTERIEURE MURALE INDIVIDUELLE DE CLIMATISATION La présente invention concerne une unité intérieure murale individuelle de climatisation, s étendant essentiellement en largeur selon une direction et ayant une hauteur et une épaisseur faibles par rapport à sa largeur pour pouvoir être fixée sur un mur, notamment sur une imposte au-dessus d'une porte, afin de chauffer ou refroidir l'atmosphère d'un local d'habitation, notamment d'un bureau ou d'une chambre d'hôtel, cette unité comprenant un boîtier adapté à contenir un échangeur tubulaire comportant plusieurs tubes parallèles munis d'ailettes et adaptés à être parcourus par un fluide caloporteur fourni par une unité extérieure, et un organe de ventilation comprenant une volute cylindrique s'étendant dans la direction de la largeur de l'unité, entraînée en rotation par un moteur et adaptée à générer un courant d'air venant en contact avec l'échangeur tubulaire. D'une manière classique, une telle unité intérieure est associée à un interrupteur pour commander la marche ou l'arrêt de l'organe de ventilation, et à un thermostat pour commander ou arrêter l'arrivée de fluide caloporteur dans l'échangeur tubulaire afin d'amener et de maintenir la température du local à traiter sensiblement à la température de consigne affichée sur le thermostat. La plupart des constructeurs de climatiseurs ont dans leur catalogue une unité intérieure murale individuelle du type précité dont les dimensions sont standardisées et sont sensiblement équivalentes les unes aux autres. Les ventes d'une telle unité intérieure sont importantes et régulières, et les constituants d'une telle unité, qui sont produits en grandes séries, sont disponibles à un prix très bas. Ceci concerne notamment le boîtier, formé de plusieurs pièces produites par moulage sous pression de matière plastique, la volute de l'organe de ventilation et son moteur, ainsi que l'échangeur tubulaire. Par ailleurs, ces constituants, dont les dimensions générales sont restées bloquées, ont été progressivement perfectionnés par des modifications de détail permettant d'améliorer leur efficacité et leur fiabilité, de sorte que le volume intérieur du boîtier est complètement rempli et utilisé, ne laissant aucune place disponible pour de nouveaux équipements additionnels qui seraient éventuellement nécessaires. De façon classique, une telle unité intérieure individuelle est alimentée par un fluide frigorigène qui est en général du fréon qui est fourni à l'état liquide sous pression par une unité extérieure comprenant un compresseur et un condenseur, l'unité extérieure étant reléguée à l'extérieur du bâtiment en raison du bruit produit par le compresseur. De façon classique, il est prévu une unité extérieure pour chaque unité intérieure, ce qui donne toute satisfaction aux utilisateurs mais est très onéreux du fait du coût unitaire élevé d'un compresseur. Pour des raisons d'économie, il existe une configuration à détente directe d'un petit nombre d'unités intérieures alimentées à partir d'une unité extérieure. Toutefois, le compresseur de l'unité extérieure fonctionne essentiellement par tout ou rien, de sorte que le compresseur se trouve surdimensionné et fonctionne souvent dans des conditions défavorables. De telles installations restent onéreuses, sans donner entière satisfaction aux utilisateurs. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des unités intérieures connues et de proposer une unité intérieure du type précité qui soit extrêmement économique et dont les coûts d'installation et d'entretien soient très bas, une telle unité devant être également très fiable. Suivant la présente invention, l'unité intérieure murale individuelle de climatisation du type précité est caractérisée en ce qu'elle comprend les constituants principaux, boîtier, organe de ventilation, échangeur tubulaire, d'une unité intérieure murale individuelle de série existante utilisant la détente d'un fluide frigorigène pour la production d'énergie frigorifique, en ce qu'elle comporte des moyens de raccordement à un réseau de circulation d'eau glacée ou chaude sous pression, et une vanne commandée par le thermostat pour commander ou arrêter l'arrivée d'eau dans l'échangeur tubulaire à ailettes, et en ce que l'échangeur tubulaire est agencé de manière telle que l'eau circule dans au moins deux circuits tubulaires distincts alimentés en parallèle satisfaisant à une perte de charge sur l'eau faible. L'unité intérieure murale individuelle suivant l'invention réutilise, moyennant une modification des conditions d'alimentation des tubes de l'échangeur tubulaire, sensiblement tous les éléments constituant une unité intérieure murale individuelle alimentée en fluide frigorigène. Suivant une version avantageuse de l'invention, l'unité intérieure comporte un cadre de faible épaisseur adapté à être fixé au mur, ce cadre comportant des moyens de fixation adaptés à recevoir le boîtier, de préférence de manière pivotante. Suivant une version préférée de l'invention, le cadre a une épaisseur prédéterminée de façon à permettre de loger à l'intérieur du cadre la vanne de régulation, le cas échéant l'appareillage électrique de l'unité et des moyens pour recueillir et évacuer les condensats. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description détaillée ci-après. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue partielle schématique en perspective représentant une unité de climatisation murale individuelle selon un mode de réalisation de la présente invention, montée sur une imposte au-dessus d'une porte - la figure 2 est un schéma illustrant la structure et les conditions d'alimentation et de fonctionnement de l'unité intérieure murale individuelle de la figure l ; - la figure 3 est une vue en élévation représentant l'intérieur du cadre selon un mode de réalisation de la présente invention, le boîtier ayant été retiré pour la clarté de la figure - la figure 4 est une vue schématique en coupe selon IV-IV à la figure 3 - la figure 5 est une vue semblable à la figure 4, le boîtier étant dans une position pivotée par rapport au cadre. On a représenté schématiquement à la figure 1, une unité intérieure murale individuelle de climatisation selon la présente invention. Cette unité intérieure est d'apparence identique à une unité intérieure murale individuelle de climatisation classique utilisant la détente de fluide frigorigène, par exemple de fréon, comme source d'énergie frigorifique. Comme représenté à la figure 1, l'unité intérieure murale individuelle 1 de climatisation s'étend essentiellement en largeur selon une direction 2 et a une hauteur H et une épaisseur E faibles par rapport à sa largeur L pour pouvoir être fixée sur un mur 3. Dans cet exemple, l'unité 1 est fixée sur une imposte 4 au-dessus d'une porte 5, afin de chauffer ou refroidir l'atmosphère d'un local d'habitation, schématisé en 6 à la figure 1, notamment d'une chambre d'hôtel. Comme schématisé à la figure 2, l'unité 1 comprend un boîtier 7 adapté à contenir un échangeur tubulaire 8 comportant plusieurs tubes 9 parallèles munis d'ailettes 10 et adaptés à être parcourus par un fluide caloporteur fourni par une unité extérieure 11, et un organe de ventilation 12 comprenant une volute cylindrique, schématisée en 13, s'étendant dans la direction 2 de la largeur L de l'unité 1, entraînée en rotation par un moteur 14 et adaptée à générer un courant d'air venant en contact avec l'échangeur tubulaire 8. Cette unité intérieure 1 comprend un interrupteur 15 pour commander la marche ou l'arrêt de l'organe de ventilation 12, avec, le cas échéant, le choix entre plusieurs vitesses de rotation, et un thermostat 16 pour commander ou arrêter l'arrivée de fluide caloporteur dans l'échangeur tubulaire 8. Ceci permet d'amener et de maintenir la température du local 6 à climatiser sensiblement à la température de consigne affichée sur le thermostat 16. De façon classique, le boîtier est constitué de plusieurs parties fabriquées par moulage sous pression de matières plastiques, puis assemblées pour constituer le boîtier. Le boîtier comporte, répartis entre ses diverses parties, des nervures transversales et longitudinales adaptées à lui donner la rigidité souhaitée, des éléments d'assemblage ou d'encliquetage avec les autres parties, des moyens formant portées ou guides ou réceptacles adaptés à recevoir et supporter la volute 13 et son moteur 14, l'échangeur tubulaire 8, en général un filtre (voir plus loin), des moyens pour recueillir et canaliser les condensats qui se forment sur l'échangeur, des cloisons 7a, 7b, 7c pour canaliser l'air aspiré et refoulé par la volute, des ouvertures de passage des canalisations de fluide frigorigène, du câble électrique alimentant le moteur 14, d'une canalisation d'évacuation des condensats. Le volume intérieur du boîtier est ainsi complètement occupé. Suivant l'invention, l'unité intérieure 1 comprend les constituants principaux standardisés précités, boîtier 7, organe de ventilation 12, échangeur tubulaire 8, et comporte des moyens de raccordement 40 à un réseau 17 de circulation d'eau glacée sous pression alimenté par une station centrale 11, d'un type quelconque, de production d'eau glacée ou chaude, et une vanne 18 commandée par le thermostat 16 pour commander ou arrêter l'arrivée d'eau glacée ou chaude dans l'échangeur tubulaire 8. De préférence, l'échangeur tubulaire 8 est agencé de manière telle que l'eau circule dans plusieurs, deux dans l'exemple représenté, circuits tubulaires distincts 19, 20 alimentés en parallèle. Dans le présent exemple, la vanne 18 est une vanne électrique de réglage à trois voies avec by-pass réglable, adaptée à régler le débit d'eau traversant l'échangeur tubulaire 8, en fonction de l'écart entre la température régnant dans le local 6 et la température de consigne affichée sur le thermostat 16. L'eau glacée qui passe par le by-pass retourne dans le réseau 17. Comme représenté aux figures 1, 4 et 5, l'unité intérieure 1 comporte un cadre 21 de faible épaisseur El adapté à être fixé au mur 3, ce cadre 21 comportant des moyens de fixation 22 adaptés à recevoir le boîtier 7, de préférence de manière pivotante (voir figure 5). Les moyens de fixation 22 sont des moyens connus quelconques, par exemple des pattes s'engageant dans des lumières (non représentées). Le cadre 21 a une épaisseur El prédéterminée de façon à permettre de loger à l'intérieur du cadre 21, la vanne 18, le cas échéant l'appareillage électrique 23 de l'unité 1 et des moyens pour recueillir et évacuer les condensats. Le cadre 21 a par ailleurs une largeur et une hauteur sensiblement égales à la largeur et à la hauteur du boîtier 7. Comme schématisé aux figures 3, 4 et 5, les moyens pour évacuer les condensats comprennent un réservoir 24 de collecte et une pompe 25. L'appareillage électrique 23 comprend notamment des fusibles, des relais de commande de la vanne 18, du moteur 14 de l'organe de ventilation 12, de la pompe 25 d'évacuation des condensats. On voit aux figures 3 à 5 que les condensats provenant des parois de la vanne 18 sont recueillis par un élément 26 en forme d'auge placé sous la vanne 18. L'auge 26 communique par une tubulure 27 avec une tubulure générale 28 qui collecte également les condensats recueillis de façon connue dans un bac, schématisé en 29 à la figure 2, du boîtier 7 placé sous l'échangeur tubulaire 8. Le montage de manière pivotante du boîtier 7 sur le cadre 21 permet un montage très facile de l'unité 1. I1 suffit de mettre en place le cadre 21 sur un mur 3, d'installer à l'intérieur du cadre 21 l'appareillage électrique 23, le réservoir de collecte de condensats 24, la pompe 25, l'auge 26, les tubulures 27 et 28, la vanne 18. On installe ensuite le boîtier 7 complètement monté sur le cadre 21 en position basculée, l'angle de basculement pouvant être très supérieur à celui indiqué à la figure 5, le boîtier étant retenu dans sa position basculée, par exemple par une chaîne 30. On peut alors aisément procéder aux raccordements nécessaires, raccordements hydrauliques entre la vanne 18 et le réseau 17 de circulation d'eau glacée ou chaude et entre la vanne 18 et l'échangeur tubulaire 8, raccordements électriques entre divers éléments de l'appareillage électrique 23, d'une part, la vanne 18, le moteur 14, la pompe 25, et les câbles venant de l'interrupteur 15 et du thermostat 16, d'autre part. Les raccordements hydrauliques pour la circulation d'eau glacée ou chaude peuvent bien entendu être effectués avec des canalisations souples qui s'adaptent parfaitement au pivotement du boîtier 7 par rapport au cadre 21. Il en est de même pour le recueil des condensats et l'évacuation des condensats, schématisée en 38 à la figure 2. L'eau glacée ou chaude ayant traversé l'échangeur tubulaire 8 repart par une canalisation d'évacuation schématisée en 39 à la figure 2, en général vers un réservoir de collecte en vue de son recyclage. Le cadre 21 comprend, comme schématisé à la figure 3, des moyens formant rallonges latérales 31 pour pouvoir adapter de façon télescopique sa largeur L à la largeur d'un couloir en travers duquel est installée l'unité 1, ces rallonges 31 pouvant être disposées d'un seul côté ou de part et d'autre du cadre 21. Les raccordements aux différents réseaux et circuits électriques, hydrauliques et d'évacuation peuvent ainsi se faire dans l'épaisseur du cadre 21. De façon classique, l'air aspiré par l'organe de ventilation 12 traverse une grille d'aspiration 32 des moyens de filtration 33, l'échangeur tubulaire 8, et est refoulé par une ouverture de refoulement 34. De façon classique, le réseau 17 de circulation d'eau est adapté à transporter également de l'eau chaude de sorte que l'unité intérieure murale individuelle 1 est également capable de réchauffer l'atmosphère du local 6, comme s'est le cas avec une unité intérieure classique à détente de fluide frigorigène lorsque le compresseur est réversible. A cet effet, l'unité intérieure 1 comporte des moyens, par exemple un thermocontact schématisé en 35 à la figure 2, pour détecter la présence d'eau chaude et pour inverser le système de commande de la vanne 18 par le thermostat 16. Le cadre 21 peut être préfabriqué et être équipé en usine avec la vanne de réglage 18, l'appareillage électrique 23, le réservoir 24 de collecte et la pompe 25 d'évacuation des condensats, ainsi qu'avec les canalisations et câbles de raccordement aux réseaux extérieurs, conçus pour permettre un raccordement rapide. Le boîtier 7 est, de son côté, constitué d'éléments standardisés peu onéreux et très fiables. Il apparaît ainsi que l'unité intérieure 1, composée de deux sous-ensembles montés et équipés en atelier, le cadre 21 et le boîtier 7, qui sont tous deux d'un poids limité, peut être facilement installée par une personne seule qui n'a pas besoin d'être très qualifiée. I1 suffit en effet à cette personne d'installer le cadre 21 sur un mur, de présenter le boîtier 7 sur le cadre 21, d'effectuer tous les raccordements entre le cadre 21 et, d'une part, les réseaux d'eau, de condensats et le réseau électrique, d'autre part, le boîtier 7, puis de placer le boitier 7 dans sa position définitive sur le cadre 21. Bien entendu, il est facile de prévoir dans le boîtier 21 des longueurs de canalisations souples et de câbles électriques prédéterminées adaptées à autoriser les raccordements précités aux réseaux correspondants dans une direction quelconque, sur le côté droit ou gauche, par dessus ou par dessous, ou par derrière, par rapport au boîtier. On a ainsi décrit une unité intérieure murale individuelle beaucoup plus économique sur le plan des frais d'investissement et d'installation comme sur le plan des frais d'entretien, qu'une unité intérieure murale individuelle classique utilisant la détente d'un fluide frigorigène, et capable de fournir une puissance frigorifique suffisante pour abaisser la température d'un local de dimensions limitées, par exemple un bureau ou une chambre d'hôtel de petites dimensions, à un niveau procurant une sensation de bien être. A titre d'exemple, la demanderesse a pu installer dans un cadre d'une épaisseur El de l'ordre de 40 millimètres environ les accessoires situés hors du boîtier 7 de l'unité 1, qui a ainsi une épaisseur totale de 200 mm environ au lieu de 160 mm environ pour l'unité intérieure utilisant la détente d'un liquide frigorigène. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ceux-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Unité intérieure murale individuelle (1) de climatisation, s'étendant essentiellement en largeur selon une direction (2) et ayant une hauteur (H) et une épaisseur (E) faibles par rapport à sa largeur (L) pour pouvoir être fixée sur un mur (3), notamment sur une imposte (4) au-dessus d'une porte (5), afin au moins de refroidir l'atmosphère d'un local d'habitation (6), notamment d'une chambre d'hôtel, cette unité (1) comprenant un boîtier (7) adapté à contenir un échangeur tubulaire (8) comportant plusieurs tubes (9) parallèles munis d'ailettes (10) et adaptés à être parcourus par un fluide caloporteur fourni par une unité extérieure (11), et un organe de ventilation (12) comprenant une volute cylindrique (13) s'étendant dans la direction (2) de la largeur (L) de l'unité (1), entraînée en rotation par un moteur (14) et adaptée à générer un courant d'air venant en contact avec l'échangeur tubulaire (8), caractérisée en ce qu'elle comprend les constituants principaux standardisés, boîtier (7), organe de ventilation (12), échangeur tubulaire (8), d'une unité intérieure murale individuelle de série existante utilisant la détente de fluide frigorigène pour la production d'énergie frigorifique, en ce qu'elle comporte des moyens de raccordement à un réseau (17) de circulation d'eau glacée ou chaude sous pression, et une vanne (18) commandée par le thermostat (16) pour commander ou arrêter l'arrivée d'eau dans l'échangeur tubulaire (8), et en ce que l'échangeur tubulaire (8) est agencé de manière telle que 1 'eau circule dans au moins deux circuits tubulaires distincts (19, 20) alimentés en parallèle. 2 - Unité intérieure murale individuelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que la vanne (18) est une vanne de réglage à trois voies avec by-pass réglable, adaptée à régler le débit d'eau traversant l'échangeur tubulaire (8) en fonction de l'écart entre la température régnant dans le local (6) et la température de consigne affichée sur le thermostat (16). 3 - Unité intérieure murale individuelle selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un cadre (21) de faible épaisseur (El) adapté à être fixé au mur (3), ce cadre (21) comportant des moyens de fixation (22) adaptés à recevoir le boîtier (7), de préférence de manière pivotante. 4 - Unité intérieure murale individuelle selon la revendication 3, caractérisée en ce que le cadre (21) a une épaisseur (El) prédéterminée de façon à permettre de loger à l'intérieur du cadre (21) la vanne (18), le cas échéant l'appareillage électrique (23) de l'unité (1) et des moyens pour recueillir et évacuer les condensats. 5 - Unité intérieure murale individuelle selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens pour évacuer les condensats comprennent un réservoir (24) de collecte et une pompe (25). 6 - Unité intérieure murale individuelle selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le cadre (21) comprend des moyens formant rallonges latérales (31) pour pouvoir être adapté de façon télescopique à la largeur d'un couloir en travers duquel est installée l'unité. 7 - Unité intérieure murale individuelle selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'air aspiré par l'organe de ventilation (12) traverse une grille d'aspiration (32), des moyens de filtration (33), l'échangeur tubulaire (8) et est refoulé par une ouverture de refoulement (34). 8 - Unité intérieure murale individuelle selon l'une des revendications précédentes, le réseau (17) de circulation d'eau étant adapté à transporter de l'eau chaude, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (35) pour détecter la présence d'eau chaude et pour inverser le système de commande de la vanne (18) par le thermostat (16).