Brevet FR2807500A1 — publié le 20011012

I () Générateur d'air à température contrôlée notamment pour bâtiment d'élevage ou industriel La présente invention concerne un générateur d'air à température contrôlée, notamment pour bâtiments d'élevage20 ou industriel, ce générateur étant constitué d'un caisson logeant au moins un brûleur et au moins un ventilateur de dilution pour propulser dans un local, à température voulue, l'air circulant dans ledit caisson. Les générateurs d'air chaud utilisés pour le réchauffage de l'air, notamment dans les bâtiments d'élevage, présentent encore un certain nombre d'inconvénients. Ces générateurs sont aujourd'hui exclusivement utilisés comme dispositif de chauffage. Ils comportent généralement une seule source30 d'approvisionnement en air constituée soit par de l'air extérieur ou air frais, soit par de l'air du local ou air recyclé. Dans ce second cas, l'utilisation de l'air du local permet une réduction de la consommation d'énergie, en particulier en hiver, car il est moins onéreux de chauffer35 un air proche de la température ambiante qu'un air extérieur dont la température est fonction des conditions climatiques. Toutefois, du fait que l'air utilisé est l'air du local, le générateur est généralement placé à 2 l'intérieur du bâtiment. Il en résulte des risques d'incendie. Par ailleurs, la composition de cet air nécessite de disposer en parallèle d'une installation de ventilation importante. Enfin, les brûleurs utilisés dans5 ce type de générateur sont généralement des brûleurs atmosphériques dont la plage de puissance est réduite. Le fonctionnement du générateur est dans ce cas discontinu et est constitué d'une succession d'arrêts et de mises en marche nécessitant une surveillance accrue et augmentant la10 consommation en énergie. Dans le cas o l'air d'approvisionnement du générateur est constitué par l'air extérieur, on constate une combustion de meilleure qualité avec la production, en sortie de15 générateur, d'un air chaud moins chargé en oxydes de carbone et d'azote. Toutefois, dans ce cas, la consommation en énergie est importante et des problèmes d'hygrométrie peuvent se poser en particulier en hiver o l'air est plus sec. A l'inverse, ce générateur peut, dans certaines20 conditions, répondre partiellement aux exigences de ventilation. Un but de la présente invention est de proposer un générateur d'air à température contrôlée dont la conception25 permet une consommation en énergie réduite tout en autorisant une utilisation de ce générateur à la fois comme dispositif de chauffage et de ventilation. Un autre but de la présente invention est de proposer un générateur d'air à température contrôlée dont la conception permet de respecter au mieux les consignes de chauffage et de ventilation du local. A cet effet, l'invention a pour objet un générateur d'air à température contrôlée, notamment pour bâtiment d'élevage ou industriel, ce générateur étant constitué d'un caisson logeant au moins un brûleur et au moins un ventilateur de dilution pour propulser dans un local, à température 3 voulue, l'air circulant dans ledit caisson, caractérisé en ce que le générateur comporte d'une part au moins deux sources d'alimentation en air, l'une d'air recyclé puisé dans le local à chauffer, l'autre d'air frais provenant de5 l'extérieur du local, d'autre part un mitigeur aéraulique pilotable pour obtenir dans le caisson un flux d'air frais, ou un flux d'air recyclé, ou un mélange d'air frais et d'air recyclé en fonction des variations de conditions climatiques et/ou des besoins en ventilation des occupants10 du local. Grâce à la conception de ce générateur d'air et en particulier grâce à la présence du mitigeur aéraulique, il est possible simultanément de chauffer le local tout en15 adaptant le chauffage aux besoins de ventilation du local sans nuire à la consommation d'énergie. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en20 référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue schématique d'un générateur conforme à l'invention, le caisson ayant été représenté avec une paroi transparente; la figure 2 représente une vue schématique d'une autre forme de réalisation d'un générateur d'air conforme à l'invention; la figure 3 représente une vue de détail de la conception du mitigeur aéraulique et la figure 4 représente une vue schématique d'un autre mode de réalisation de l'invention, la paroi arrière du caisson ayant été enlevée. Le générateur d'air à température contrôlée, représenté sous la référence générale 1, objet de l'invention, est 4 plus particulièrement destiné à être utilisé dans le cadre de bâtiments d'élevage ou de bâtiments industriels. Ce générateur d'air peut être placé indifféremment à l'extérieur ou à l'intérieur du local à chauffer. Ce générateur 1 est constitué, de manière en soi connue, d'un caisson 2, généralement métallique, logeant au moins un brûleur 3 à gaz et au moins un ventilateur 4 de10 dilution. Ce ventilateur 4 de dilution, disposé en amont ou en aval du brûleur 3, est destiné à propulser, par aspiration ou par soufflage, l'air circulant dans ledit caisson dans un local à une température voulue. Pour ce faire, le caisson 2 est équipé d'une sortie d'air chaud15 représentée en 9 aux figures. Pour permettre un fonctionnement du ventilateur de dilution, le générateur d'air comporte de manière classique au moins une entrée d'air. Il est à noter que le débit du20 ventilateur de dilution, généralement constant, est choisi en fonction du volume du local à chauffer pour permettre un chauffage de l'ensemble du volume du local. De manière caractéristique à l'invention, le générateur 1 comporte au moins deux sources d'alimentation en air, l'une, représentée en 5 aux figures, d'air recyclé puisé dans le local à chauffer, l'autre, représentée en 6 aux figures, d'air frais provenant de l'extérieur du local. Ce générateur 1 comporte encore un mitigeur 7 ou 8A, 8B aéraulique pilotable pour obtenir dans le caisson 2 un flux d'air frais ou un flux d'air recyclé ou un mélange d'air frais et d'air recyclé en fonction des variations de conditions climatiques et/ou des besoins en ventilation des35 occupants du local. Ainsi, grâce à un tel générateur, il est possible d'obtenir de 0 à 100 % de flux d'air frais ou de 0 à 100 % de flux d'air recyclé ou un mélange d'air frais et d'air recyclé dans des proportions quelconques déterminées par l'opérateur en fonction de paramètres choisis par ce dernier, notamment en fonction des conditions climatiques et/ou des besoins en ventilation des occupants du local. Le mitigeur aéraulique peut affecter un grand nombre de formes. Dans les exemples représentés aux figures 1 à 3, ce mitigeur est constitué d'un volet 7 mobile disposé au confluent des veines d'approvisionnement en air recyclé et10 en air frais pour réguler le débit desdites sources 5, 6 d'approvisionnement en air. Ce volet peut être déplacé manuellement au moyen d'une tirette 10 permettant un pivotement du volet autour d'un axe 11 de rotation, comme le montre la figure 3, ou bien être motorisé par15 l'intermédiaire d'un servomoteur piloté par un automate. Ce mitigeur peut encore être constitué, comme l'illustre la figure 4, d'au moins deux ventilateurs 8A, 8B de dilution à débit modulable. Ces deux ventilateurs sont choisis de20 telle sorte que le débit correspondant à la somme des débits de chaque ventilateur est égal au débit nécessaire pour renouveler l'ensemble du volume d'air contenu dans le local. L'un des ventilateurs, représenté en 8A aux figures, propulse l'air recyclé dans ledit caisson 2 tandis que25 l'autre ventilateur, représenté en 8B, propulse l'air frais dans ledit caisson 2. A nouveau, un actionnement sélectif de l'un quelconque des ventilateurs 8A, 8B permet d'obtenir soit exclusivement un flux d'air frais, soit exclusivement un flux d'air recyclé, soit un mélange d'air frais et d'air30 recyclé. Bien évidemment, d'autres formes de réalisation du mitigeur peuvent encore être envisagées. Grâce à la présence de ce mitigeur aéraulique, le générateur d'air à température contrôlée peut à la fois35 exercer les fonctions de dispositif de chauffage et de ventilateur, double fonction jamais obtenue à ce jour avec les dispositifs classiques en maintenant la consommation d'énergie à un niveau raisonnable conforme à celui d'un 6 générateur d'air utilisé exclusivement comme dispositif de chauffage. Pour parfaire le fonctionnement d'un tel générateur d'air et notamment optimiser les périodes de fonctionnement d'un tel générateur, le brûleur 3, logé dans le caisson du générateur, peut être de type à induction de gaz par air. Ce type de brûleur permet notamment d'obtenir une plage de réglage de la puissance de chauffe élargie. Généralement,10) cette plage de réglage de la puissance de chauffe inclut des valeurs pouvant varier de 1 à 10 alors que les brûleurs atmosphériques classiques présentent une puissance de chauffe pouvant varier dans une plage de 1 à 3. Par ailleurs, ces brûleurs de type à induction de gaz par air15 sont plus sûrs car ils ne nécessitent pas une alimentation en gaz sous pression. Le gaz est introduit dans l'air en fonction du débit d'air, ce débit d'air étant obtenu au moyen d'un ventilateur alimenté en un air primaire correspondant généralement à l'air extérieur. Par ailleurs,20 on constate en général que la combustion obtenue au moyen de ce type de brûleur est de meilleure qualité, notamment en terme de quantité d'oxydes d'azote et de carbone produits. Ce type de brûleur pourra par ailleurs être utilisé avec un support de combustion, encore appelé25 accroche flamme, du type constitué d'un ensemble de fibres métalliques formées d'un alliage fer- chrome-aluminium complété d'au moins une terre rare telle que l'yttrium. De tels supports de combustion sont aujourd'hui commercialisés par la Société Acotec située en Belgique. La combinaison de3() ce brûleur et d'un support de combustion du type constitué par des fibres métalliques permet d'augmenter de manière considérable la plage de réglage de la puissance de chauffe. On obtient ainsi une puissance de chauffe pouvant varier de 1 à 10 et non plus de 1 à 3 comme dans l'état de35 la technique. Il en résulte une baisse de la fréquence de la commutation entre les positions marche et arrêt du brûleur. Cela se traduit pour l'utilisateur par une absence de sensation d'inconfort qui était due à l'inertie des 7 brûleurs classiques. Les mêmes avantages en terme d'élargissement de la plage de réglage de la puissance de chauffe peuvent être obtenus au5 moyen d'un brûleur constitué d'au moins deux brûleurs respectivement raccordés à une conduite commune d'alimentation en gaz. Dans ce cas, l'un des brûleurs, dit maître, BM, est équipé d'un dispositif d'inflammation du mélange air/gaz et d'un dispositif de contrôle de la flamme10 tandis que le ou les autres brûleurs, dits esclaves, BE, sont exempts de tels dispositifs. Chaque brûleur peut être indépendamment alimenté en gaz par l'intermédiaire d'une liaison obturable à ouverture/fermeture commandée entre la source d'alimentation en gaz et le brûleur.15 L'ouverture/fermeture de chaque liaison s'effectue suivant un ordre prédéterminé fonction du positionnement relatif des brûleurs sur la conduite commune d'alimentation en gaz de manière à permettre l'inflammation automatique de la flamme d'un brûleur esclave BE par contact du mélange20 air/gaz expulsé dudit brûleur avec la flamme d'un brûleur maître BM ou esclave BE adjacent. L'organe d'obturation à ouverture/fermeture commandée de la liaison entre un brûleur maître ou esclave et la source25 d'alimentation en gaz peut affecter un grand nombre de formes. Il peut ainsi être constitué d'un organe unique commun à l'ensemble des brûleurs. Dans cas, cet organe d'obturation est monté en contact d'appui étanche glissant à l'intérieur de la conduite d'alimentation en gaz et est mobile axialement à l'intérieur de ladite conduite pour libérer et obstruer successivement au cours de son déplacement l'orifice de raccordement d'un brûleur à la conduite d'alimentation en gaz. Le déplacement de cet organe d'obturation peut être commandé manuellement ou au35 moyen d'un organe moteur. Cet organe d'obturation peut par exemple être constitué d'un piston ou d'un tiroir équipé d'au moins un joint périphérique externe d'étanchéité. 8 L'organe d'obturation peut encore être constitué d'un organe d'obturation pré-taré, tel qu'un clapet chargé par un moyen élastique de rappel dont l'ouverture ou respectivement la fermeture sont fonctions de la pression5 de gaz régnant à l'intérieur de la conduite d'alimentation en gaz. La tare de chaque organe d'obturation est choisie en fonction du positionnement relatif du brûleur auquel ledit organe se rapporte. Les organes d'obturation chargés par un moyen élastique de rappel, tel qu'un ressort, sont10) disposés respectivement à l'intérieur de la conduite d'alimentation en gaz, entre la source d'alimentation en gaz de la conduite et le brûleur auquel ils se rapportent. Le fait de disposer dans un tel générateur d'air à la fois d'un brûleur dont la plage de réglage de la puissance de chauffe est élargie et d'un mitigeur aéraulique permet de rendre le générateur d'air entièrement pilotable au moyen d'un automate. Ces moyens de pilotage du brûleur 3 et du mitigeur pourront être asservis et tenir compte notamment2() de paramètres incluant au moins la température extérieure, l'hygrométrie à l'intérieur du local et la température ambiante du local. 9 REVENDICATIONS 1. Générateur (1) d'air à température contrôlée notamment pour bâtiment d'élevage ou industriel, ce générateur (1) étant constitué d'un caisson (2) logeant au moins un brûleur (3) et au moins un ventilateur (4) de dilution pour propulser dans un local, à température voulue, l'air circulant dans ledit caisson (2), caractérisé en ce que le générateur comporte d'une part au10 moins deux sources (5, 6) d'alimentation en air, l'une (5) d'air recyclé puisé dans le local à chauffer, l'autre (6) d'air frais provenant de l'extérieur du local, d'autre part un mitigeur (7; 8A, 8B) aéraulique pilotable pour obtenir dans le caisson (2) un flux d'air frais, ou un flux d'air15 recyclé, ou un mélange d'air frais et d'air recyclé en fonction des variations de conditions climatiques et/ou des besoins en ventilation des occupants du local. 2. Générateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mitigeur est constitué d'un volet (7) mobile disposé au confluent des veines d'approvisionnement en air recyclé et en air frais pour réguler le débit desdites sources (5, 6) d'approvisionnement en air.25 3. Générateur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mitigeur (8A, 8B) est constitué d'au moins deux ventilateurs de dilution à débit modulable, l'un (8A) propulsant l'air recyclé dans ledit caisson (2),30 l'autre (8B) propulsant l'air frais dans ledit caisson (2). 4. Générateur (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le brûleur (3) est de type à induction de gaz par air pour obtenir une plage de réglage35 de la puissance de chauffe élargie. 5. Générateur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le support de combustion du brûleur est constitué d'un ensemble de fibres métalliques à base essentiellement d'un alliage fer-chrome-aluminium. 6. Générateur (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le brûleur est constitué d'au moins deux brûleurs respectivement raccordés à une conduite commune d'alimentation en gaz, l'un des brûleurs, dit maître (BM), étant équipé d'un dispositif d'inflammation du mélange air/gaz et d'un dispositif de contrôle de la flamme10 tandis que le ou les autres brûleurs, dits esclaves (BE), sont exempts de tels dispositifs, chaque brûleur pouvant être indépendamment alimenté en gaz par l'intermédiaire d'une liaison obturable à ouverture/fermeture commandée entre la source d'alimentation en gaz et le brûleur,15 l'ouverture/fermeture de chaque liaison s'effectuant suivant un ordre prédéterminé fonction du positionnement relatif des brûleurs (BE, BM) sur la conduite commune d'alimentation en gaz de manière à permettre l'inflammation automatique de la flamme d'un brûleur esclave (BE) par20 contact du mélange air/gaz expulsé dudit brûleur avec la flamme d'un brûleur maître (BM) ou esclave (BE) adjacent. 7. Générateur (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de pilotage du brûleur (3) et du mitigeur (7; 8A, 8B) en fonction de paramètres incluant au moins la température extérieure, l'hygrométrie à l'intérieur du local et la température ambiante du local.