Brevet FR2774751A1 — publié le 19990813

La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle d'une installation de rafraîchissement d'air ambiant par circulation d'eau froide dans un plancher. Il est connu de réaliser le chauffage d'un bâtiment par circulation d'eau chaude à l'intérieur du plancher de ce bâtiment. Il est également connu de réaliser le rafraîchissement de l-air d'un bâtiment par circulation d'eau froide dans le plancher. Un même circuit de base peut servir à la circulation d'eau chaude pour le chauffage en hiver, et à la circulation d'eau froide pour le refroidissement en été. O10 Un plancher pour la circulation d'eau froide ou d'eau chaude connu est représenté à la figure 1. Un serpentin 2, par exemple constitué par un tube de matière synthétique, est noyé dans une chape en béton 3 de faible épaisseur, de l'ordre de 50 mm, reposant sur une couche de matériau isolant 4, par exemple en polystyrène, soutenue elle-même par une dalle de béton de structure 5. Sur la chape 3 est placé un revêtement de sol 6, tel qu'un carrelage, de la moquette, du parquet, ou un linoléum. Le serpentin sert à la circulation d'eau, à l'aide d'une pompe, non représentée au dessin, sur le circuit de laquelle est monté un groupe de froid. La température de l'eau, nécessaire pour obtenir un rafraîchissement d'air dans une pièce, est généralement comprise entre 16 et 20 C. Une telle installation procure un bon rafraîchissement d'air, mais présente un risque de condensation lié à la température de surface du sol et aux conditions d'humidité et de température de l'air du local. Or, la condensation se traduit par une humidification du sol, qui peut être dangereuse pour les occupants, si le sol est en carrelage par exemple, car les occupants risquent de glisser sur le carrelage, et qui peut détériorer le revêtement de sol si celui-ci est constitué, par exemple, par de la moquette ou du parquet. Il se produit une condensation si la température de surface du sol est égale ou inférieure à la température de rosée de l'air du local. Cette température de rosée dépend du degré hygrométrique et de la température de l'air du local, ou plus simplement du poids d'eau contenu dans l'air. La température du sol, qui est la température superficielle minimale du sol, c'est-à-dire celle mesurée au droit du tube à l'entrée du serpentin, dépend de la température de l'eau circulant dans le serpentin, de la résistance thermique du tube, du béton d'enrobage 3 et du revêtement de sol 6, carrelage, moquette, parquet, linoléum.... Une première solution pour limiter le risque de condensation, consiste à maintenir la température de l'eau toujours suffisamment élevée. Toutefois, cette solution n'est pas satisfaisante car alors la puissance de froid diminue et l'on peut craindre une élévation inacceptable de la température à l'intérieur de la pièce. Une autre solution consiste à équiper l'installation d'un régulateur automatique de la température de l'eau, fonctionnant suivant le schéma bloc de la figure 2. Ce régulateur nécessite de procéder à la mesure de la température superficielle minimale du sol ts, et de la température de rosée tr, qui est calculée à partir du degré hygrométrique de l'air H et de la température t de l'air ambiant. Le régulateur effectue ensuite l'écart ts - tr entre les températures superficielle du sol et de rosée, et traite cet écart par l'intermédiaire d'un algorithme A pour agir (C) sur la température ou le débit de l'eau. Cet algorithme est délicat à établir, car toute action sur la température de l'eau ne se répercute sur la température de la surface du sol qu'avec un retard qui dépend essentiellement de la diffusivité thermique du béton d'enrobage et du revêtement de sol. Dans ces conditions, et en l'absence de connaissances de l'évolution possible de la quantité d'eau contenue dans l'air, il est donc difficile, malgré un régulateur complexe, de se prémunir totalement contre le risque de condensation. Le but de l'invention est de fournir un dispositif de contrôle très simple, évitant de mettre en oeuvre un algorithme de commande complexe, et évitant la formation de condensation, quel que soit le revêtement de sol du local. A cet effet, ce dispositif de contrôle est caractérisé en ce que, à son entrée dans le plancher du local, le tube constitutif du serpentin sort de la chape vers l'intérieur du local pour alimenter un manchon métallique monté en série avec le tube, et en contact direct avec l'air du local, puis pénètre dans la chape pour constituer le serpentin, et en ce qu'un capteur de détection de buée est associé au manchon, qui agit sur le débit de la ii it i li lll pompe de circulation d'eau pour réduire celui-ci ou sur la température de l'eau pour augmenter celle-ci, lorsque de la buée est détectée. Le manchon métallique étant en contact direct avec l'air intérieur du local se couvre de buée dès que sa température superficielle, c'est-àdire pratiquement celle de l'eau, devient égale ou inférieure à la température de rosée. Le capteur détectant la buée génère un signal susceptible d'agir sur la température de l'eau avant que la température de sol devienne elle aussi égale ou inférieure à la température de rosée, phénomène s'accompagnant de la formation de buée. Ce dispositif est très simple, car il ne met en oeuvre qu'une simple détection d'un phénomène physique au lieu de deux ou trois mesures accompagnées de calculs, comme tel est le cas avec les dispositifs connus. En outre, la mesure de la température superficielle du sol n'est plus nécessaire, ce qui est appréciable, car cette température n'est pas toujours facile à mesurer avec exactitude. Le signal émis par le capteur est immédiatement utilisable, sans traitement préalable, pour agir sur le débit de la pompe de circulation dans un sens de réduction de celui-ci, ou pour augmenter la température de l'eau en arrêtant la production de froid. Cette action de commande anticipe naturellement le risque de condensation dont la probabilité devient ainsi très faible. Suivant une forme avantageuse de réalisation de ce dispositif, le capteur de détection de buée est un capteur capacitif. En outre, les zones du tube situées de part et d'autre du manchon et en dehors de la chape sont isolées thermiquement. Afin d'éviter toute détérioration, les zones du tube situées de part et d'autre du manchon et en dehors de la chape sont munies d'éléments de protection mécanique. Afin d'assurer sa protection, le manchon métallique est disposé à l'intérieur d'un boîtier ajouré pour permettre la circulation d'air. Suivant une caractéristique avantageuse de l'invention, ce dispositif comprend un mécanisme de temporisation ramenant, après un temps prédéterminé postérieur à la détection de buée sur le manchon, l'installation dans son état initial, par augmentation du débit de la pompe ou abaissement de la température de l'eau. Le délai de temporisation peut, par exemple, ne pas être inférieur à 30 mn, notamment pour éviter les risques de fonctionnement en cycle court du groupe de production de froid. Afin d'éviter un risque de remise en fonctionnement du groupe de froid suivi d'un arrêt quasi immédiat du fait de la persistance du phénomène de condensation, il peut aussi être envisagé d'associer au groupe de production de froid, un ballon tampon d'une capacité suffisante, à déterminer en fonction des caractéristiques propres de l'installation concernée. De toute façon, I'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexe, représentant à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif: Figure 1 est une vue partielle en perspective d'un plancher traditionnel; Figure 2 est une vue d'un schéma bloc d'un dispositif de contrôle traditionnel; Figure 3 est une vue en perspective d'une partie d'un plancher équipé du dispositif selon l'invention Figure 4 est une vue en coupe et à échelle agrandie du dispositif selon l'invention; Figure 5 est une vue d'un schéma bloc illustrant le fonctionnement du dispositif. La figure 3 est une vue en perspective d'un plancher refroidissant, dans lequel les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références qu'à la figure 1. Dans le dispositif selon l'invention, le tube 2 constitutif du serpentin, à son entrée dans le plancher du local, sort de la chape 3, en 12, pour alimenter un manchon métallique 13 monté en série, puis pénètre de nouveau, en 14, dans la chape pour constituer le serpentin. Au manchon métallique 13 est associé un capteur capacitif 15 susceptible de détecter la formation de buée sur le manchon. Les zones 12 et 14 du tube 2, qui se trouvent à l'extérieur de la chape, sont disposées à l'intérieur d'éléments 16 assurant une isolation thermique et une protection mécanique. Le manchon 13 est, pour sa part, logé dans un boîtier 17 comportant de larges ouvertures permettant la circulation de l'air. Dès que la température superficielle du manchon 13, qui correspond pratiquement à la température de l'eau de rafraîchissement, devient égale ou inférieure à la température de rosée, le manchon se couvre de buée, phénomène qui est détecté par le capteur 15, qui fournit une information à un dispositif de traitement T actionnant une commande C de limitation, voire d'arrêt du débit de la pompe de circulation, ou provoquant l'arrêt du groupe de réfrigération en vue d'obtenir une augmentation de la température de l'eau. Ce signal de régulation est fourni avant même que la température de sol ne devienne égale ou inférieure à la température de rosée, évitant ainsi le phénomène de condensation au sol. Un dispositif de temporisation R ramène l'installation dans son état initial après une période de temps prédéterminée, par exemple de l'ordre de mn. Si de la buée se forme toujours sur le manchon 13, le débit de la pompe est abaissée ou annulée, ou le groupe de froid est de nouveau arrêté. Comme il ressort de ce qui précède, I'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un dispositif de commande d'une installation de rafraîchissement d'air par circulation d'eau froide dans un plancher, de conception et de mise en oeuvre simples, fournissant un signal de commande exploitable directement, résultant d'une simple mesure physique. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif, décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes. C'est ainsi notamment que le type de capteur pourrait être différent, sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de contrôle d'une installation de rafraîchissement d'air ambiant par circulation d'eau froide dans un plancher, du type comprenant un serpentin (2) noyé dans une chape en béton (3), et dans lequel circule de l'eau rafraîchie par un groupe de froid, à une certaine température, en fonction d'une température de consigne de l'air à l'intérieur du local construit sur ce plancher, caractérisé en ce que, à son entrée dans le plancher du local, le tube (2) constitutif du serpentin sort de la chape vers l'intérieur du local pour alimenter un manchon métallique (13) monté en série avec le tube, et en contact direct avec l'air du local, puis pénètre dans la chape pour constituer le serpentin, et en ce qu'un capteur (15) de détection de buée est associé au manchon (13), qui agit sur le débit de la pompe de circulation d'eau pour réduire celui-ci ou sur la température de l'eau pour augmenter celle-ci, lorsque de la buée est détectée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (15) de détection de buée est un capteur capacitif. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les zones (12, 14) du tube situées de part et d'autre du manchon (13) et en dehors de la chape (3) sont isolées thermiquement. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les zones (12, 14) du tube situées de part et d'autre du manchon (13) et en dehors de la chape (3) sont munies d'éléments (16) de protection mécanique. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le manchon métallique (13) est disposé à l'intérieur d'un boîtier ajouré (17) pour permettre la circulation d'air. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un mécanisme (R) de temporisation ramenant, après un temps prédéterminé postérieur à la détection de buée sur le manchon (13), I'installation dans son état initial, par augmentation du débit de la pompe ou abaissement de la température de l'eau.