Brevet FR2819880A1 — publié le 20020726

i 2819880 La présente invention se rapporte à un appareil de climatisation ou de conditionnement d'air destiné à être placé en position dégagée des murs dans une pièce à ambiance climatique à contrôler notamment une pièce de cave utilisée comme cellier. On connaît les climatiseurs se présentant sous la forme de deux blocs séparés, l'un à l'intérieur de l'enceinte à climatiser, ce premier bloc contenant la fonction climatisation et le groupe frigorifique, et l'autre bloc placé à l'extérieur, souvent fixé au mur, réalisant la fonction évacuation des calories puisées dans la pièce. De façon générale, les climatiseurs de ce type présentent divers inconvénients. D'abord la séparation physique en deux blocs nécessite de disposer de deux emplacements appropriés et implique des travaux de pose et d'installation assez coûteux avec percements et fixation de conduits de liaison. En plus, le bloc condenseur monté à l'extérieur, ne peut être installé partout car l'endroit doit être dégagé, peu ensoleillé et discret pour ne pas dégrader l'esthétique. Du fait de l'éloignement des deux blocs, les conduits de liaison peuvent atteindre des longueurs importantes préjudiciables au rendement global de l'installation et même au bon fonctionnement de l'ensemble. Pour toutes ces raisons, ce type de climatiseur ne constitue pas une solution techniquement et économiquement adaptée à la création d'une ambiance idéale dans une cave et notamment une cave à vin. On connaît, par ailleurs, les climatiseurs compacts à intégrer dans un mur. Par l'une des faces de l'appareil sort l'air conditionné et les calories sont rejetées à l'extérieur par la face opposée. Ce type d'appareil semble séduisant par sa 2 2819880 parfaite intégration dans le mur ou la paroi et ne représentent donc qu'une moindre gêne technique et d'esthétique pour l'environnement. Malheureusement, ces qualités sont largement amoindries par divers inconvénients. Le caractère compact de cet appareil renchérit son prix de revient. En effet, son montage de fabrication s'avère plus long et difficile et le regroupement des fonctions conduit à des choix technologiques et de composants plus onéreux. Par ailleurs, sa pose nécessite d'utiliser un mur extérieur ou une paroi commune avec une pièce ou un local de volume important en raison du rejet à l'extérieur et de l'évacuation nécessaire des calories extraites. La part liée à l'installation dans le coût global de ce type de climatiseur s'avère élevée en raison des travaux techniques touchant aux structures du bâtiment. La présente invention a pour but de remédier à divers des inconvénients précités. Elle concerne un appareil de climatisation d'une pièce ou d'un local, notamment d'une cave à vin, destiné à être placé dans une position dégagée des murs. L'appareil comprend deux blocs fonctionnels correspondant aux fonctions de base regroupés dans un caisson indépendant simplement supporté ou posé en un endroit dégagé des murs à l'intérieur de la pièce ou de l'enceinte dont les frais de pose et d'installation sont réduits et dont la compacité et l'indépendance permettent de le placer presque n'importe o à l'intérieur de la pièce ou de l'enceinte. A cet effet, l'appareil de climatisation ou de conditionnement d'air selon l'invention se compose de deux blocs fonctionnels correspondant chacun à une fonction principale soit l'évaporation soit la condensation, les blocs étant regroupés dans un caisson 3 2819880 thermiquement isolant et indépendant d'un mode de fixation ou d'installation. L'air chaud est évacué du condenseur vers l'extérieur par une liaison souple aéraulique du type gaine de ventilation, et le condenseur est traversé par un flux d'air frais provenant de l'extérieur à travers une liaison aéraulique. Dès lors, de nombreux avantages apparaissent. Le travail et le coût engendrés par l'installation et la pose sont réduits. La mise en place n'est pas liée à la contrainte d'un endroit particulier ou d'une technique de pose et se limite à l'installation et au branchement des gaines aérauliques débouchant à l'extérieur ou dans un conduit d'évacuation technique existant. Il suffit pour ces liaisons de traverser un des murs ou la paroi. Dans les immeubles ou lieux d'habitation récents, des réservations adaptées à cette fin existent. Il suffit alors d'effectuer simplement le branchement. Ainsi, ce type de liaison permet de conférer un caractère mobile ou déplaçable à l'appareil selon l'invention et donc une indépendance sur le choix de son emplacement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple et accompagnée des dessins qui représentent: la figure 1: une vue schématique d'ensemble de l'installation montrant la pièce de cave et l'entrée et la sortie de l'air sur le circuit de l'air évacuant les calories du condenseur; la figure 2: une vue simplifiée en perspective de l'appareil de climatisation selon l'invention vu de côté montrant sa constitution générale, vue dans laquelle le caisson est représenté transparent et les turbines sont placées à l'avant pour des raisons de clarté. 4 2819880 L'appareil de climatisation selon l'invention est prévu plus particulièrement, mais non limitativement, pour une cave, notamment une pièce de cave 1 dans laquelle doivent exister et se maintenir des conditions d'ambiance climatiques précises, par exemple un taux d'humidité et une température de l'air les plus constants possibles. Dans le cas d'une cave à vin constituant une des applications de l'invention, on peut indiquer les valeurs approximatives suivantes: taux d'humidité: 70% température de l'air: 12 C permettant de conserver au mieux des bouteilles de vin 2 entreposées, par exemple, sur des supports 3. Cette ambiance intérieure est créée et peut être garantie grâce à un appareil de climatisation 4 selon l'invention permettant de conditionner l'air ambiant en degré d'humidité et en température aux valeurs souhaitées pour l'application envisagée. L'air admis peut être filtré sur le circuit aéraulique et le cas échéant traité contre les insectes, les mousses, les champignons et autres parasites. L'appareil de climatisation 4 selon l'invention se compose de deux blocs ou sous-ensembles fonctionnels compacts 5 et 6 correspondant aux deux fonctions principales de base à savoir un bloc d'évaporation 5 et un bloc de condensation 6 d'un fluide frigorifique permettant après compression et détente d'effectuer le transfert des calories entre deux batteries 7 et 8 respectivement de l'évaporateur et du condenseur. Ces sous-ensembles 5 et 6 sont regroupés et renfermés dans un caisson 9, un coffre ou autre contenant thermiquement isolant pour réaliser une unité compacte et déplaçable sans contrainte particulière ni d'emplacement, ni de support, ni de fixation, c'est-à- 2819880 dire totalement indépendante de la configuration et de la conformation des lieux. Bien entendu, ce caisson 9 peut simplement être divisé en deux compartiments spécifiques 10 et 11 prévus chacun pour une des deux fonctions de base de l'appareil de climatisation 4 selon l'invention à savoir la fonction d'évaporateur et la fonction de condenseur à partir d'un groupe frigorifique 12 comprenant un compresseur, un détendeur et une réserve de fluide frigorifique pour former une machine frigorifique utilisée en climatiseur. La fonction évaporation se matérialise par la batterie 7 d'évaporateur conférant au flux d'air qui la traverse des caractéristiques climatiques précises par exemple une température et une hygrométrie adaptées à l'application. La fonction condensation se matérialise par la batterie 8 de condenseur traversée par un flux d'air chargé d'évacuer les calories provenant du milieu intérieur dans lequel est plongée la batterie 7 d'évaporateur par le transfert thermique utilisant le changement d'état physique du fluide frigorifique. Le milieu dans lequel est plongée la batterie 7 de l'évaporateur est pour l'application envisagée la pièce de cave 1 à usage de cellier. Le circuit aéraulique de l'évaporateur est un circuit court intérieur au caisson formé par exemple d'une simple entrée d'air 13 équipée d'une protection ajourée 14 et éventuellement d'un filtre en amont de la batterie 7 de l'évaporateur, et d'une simple sortie d'air 15 en aval de la batterie de l'évaporateur protégée aussi par une pièce ajourée 16. Ce circuit aéraulique est un canal 17 intérieur au premier compartiment 10 du caisson 9, droit ou en angle droit, dont la section est occupée par la batterie 7 de l'évaporateur. Pour améliorer la vitesse d'échange, on prévoit de projeter sur la batterie 7 de l'évaporateur par l'intermédiaire d'une turbine 18 le flux d'air 6 2819880 prélevé à l'extérieur de l'appareil. Après passage sur la batterie de l'évaporateur, le flux d'air climatisé sort du caisson 9 en façade par la sortie d'air 15. Le deuxième compartiment ou compartiment de condensation 11 du caisson 9 est relié aérauliquement à l'extérieur de la pièce par le circuit aéraulique du condenseur qui est une boucle d'évacuation des calories à deux branches 19 et 20 aboutissant au volume intérieur du compartiment 11 contenant la batterie 8 de condensation. Chacune des extrémités de cette boucle d'évacuation est en communication avec le milieu extérieur de la pièce à climatiser à travers un mur ou une paroi 21 par des bouches d'entré d'air 22 et de sortie d'air 23 chacune équipées d'une grille. Il s'agit d'un circuit aéraulique d'évacuation des calories présentant une partie externe selon les deux branches 19 et 20 sous la forme de deux conduits aérauliques, par exemple deux gaines souples l'une amont 24, l'autre aval 25 et une partie interne au caisson 9, droite ou coudée sous la forme d'un canal 26 dont la section de passage est obturée par la batterie 8 de condensation. La gaine amont 24 est raccordée au caisson 9 par une pièce en manchette 27 dont la partie arrière renferme un filtre antipoussière 28. Pour augmenter la rapidité de l'échange aéraulique au niveau de la batterie 8 du condenseur, on prévoit de créer un flux forcé d'évacuation par une turbine 29 aspirant et projetant l'air frais extérieur sur la face amont de la batterie 8 du condenseur. Dans la version de base il existe une turbine d'évaporateur 18 et une turbine de condenseur 29 placée chacune à proximité de la batterie d'échange correspondante respectivement 7 et 8. A titre de variante, le circuit aéraulique de l'air conditionné ou climatisé peut être alimenté par de l'air provenant de l'extérieur préalablement ou non 7 2819880 abaissé en température par une conduite ou une gaine aéraulique supplémentaire provenant d'une entrée d'air extérieure équipée d'un filtre antipoussière (variante non représentée). La face regardant vers l'intérieur de l'appareil est celle sur laquelle est projeté l'air neuf, la face extérieure forme la sortie aéraulique de l'appareil de laquelle est éjecté le flux d'air conditionné. Plus particulièrement, le circuit d'évacuation des calories présente une branche amont 19 provenant de l'entrée d'air extérieure à la pièce garnie d'une grille et d'un filtre intégré dans le mur de séparation. Cette branche amont 19 est réalisée sous la forme d'une gaine souple 24 reliant l'entrée d'air au caisson dans le compartiment de condensation 11 duquel elle débouche sur la turbine équipant la face amont de la batterie 8 de condensation. Le transfert des calories s'effectue par le circuit frigorifique et la transmission de celles-ci puis leur évacuation par l'intermédiaire de la batterie 8 de condensation et d'une liaison vers l'extérieur. Cette liaison vers l'extérieur est la branche aval 20 du circuit d'évacuation partant du compartiment de condensation 11 du caisson 9 pour déboucher à l'extérieur par une bouche d'évacuation 23 équipée aussi d'une grille de protection et éventuellement d'un filtre. Cette liaison est réalisée sous la forme d'une gaine aéraulique souple 25 permettant de relier sans difficulté de montage la sortie du caisson 9 à la sortie d'air 23 à l'extérieur de la pièce. Les condensats de l'évaporateur sont évacués à l'égout ou collectés dans un réservoir vidé occasionnellement et éventuellement récupérés pour tous usages réclamant de l'eau déminéralisée. Les conditions générales de fonctionnement sont telles que le givrage sur la batterie de l'évaporateur est minimal. On peut prévoir à cet effet 8 2819880 en cas de nécessité un mode de fonctionnement en inversion de cycle ou un petit organe de chauffage auxiliaire destiné à la batterie d'évaporation ou bien un mode de fonctionnement dans lequel un arrêt temporaire est commandé lors de chaque apparition de givre. L'installation de l'appareil de climatisation selon l'invention ne nécessite pas de gros travaux. Il suffit de prévoir les entrées et sorties d'air et les raccordements aérauliques. En général, le circuit d'air conditionné est court car il fonctionne sur l'air ambiant. Afin d'assurer le renouvellement minimal de l'air ambiant, il suffira de prévoir plusieurs entrées d'air de faible section réparties dans la pièce. Il peut être ainsi placé dans un endroit quelconque de la pièce, sans aucune contrainte liée à l'installation ou à la pose. On préférera un endroit dégagé à une certaine distance des murs pour une meilleure répartition de l'air. L'appareil de climatisation selon l'invention peut être associé à d'autres fonctions de traitement de l'air assurant sa stérilité, sa purification, sa neutralité chimique, son dépoussiérage et autres. Il suffit de prévoir en série le module supplémentaire adapté ou une buse d'injection dans le flux d'air d'un produit traitant, de désinfection, fongicide, insecticide ou autre moyen ou produit. Il est bien entendu qu'en dehors de l'application stricte dans une cave à vin, l'appareil selon l'invention peut être utilisé dans tout local fermé nécessitant le maintien d'une ambiance climatique particulière. 9 2819880 REVENDICATIONS 1. Appareil de climatisation ou de conditionnement d'air fixe ou déplaçable pour une pièce ou une enceinte fermée (1) dans laquelle des conditions d'ambiance climatiques notamment de température et d'hygrométrie sont à maintenir constantes comme par exemple dans une cave à vin caractérisé en ce qu'il est constitué du groupement de deux blocs fonctionnels compacts (5) et (6) à l'intérieur d'un caisson (9) isolé thermiquement, chacun de ces blocs fonctionnels (5) et (6) comportant les organes et composants des deux principales fonctions à savoir la fonction d'évaporation pour le bloc d'évaporation (5) et la fonction de condensation pour le bloc de condensation (6), le bloc fonctionnel d'évaporation (5) présentant un circuit aéraulique court avec le milieu intérieur de la pièce à climatiser alors que le bloc fonctionnel de condensation (6) est relié à l'extérieur de l'enceinte fermée par une boucle aéraulique formée de deux branches (19) et (20), l'une pour l'entrée de l'air frais vers la batterie (8) du bloc de condensation et l'autre pour évacuer l'air réchauffé ayant traversé la batterie (8) du bloc de condensation. 2. Appareil de climatisation selon la revendication 1 caractérisé en ce que les blocs fonctionnels d'évaporation (5) et de condensation (6) sont des sous-ensembles logés chacun dans un compartiment (10) et (11) respectifs du caisson (9) isolé thermiquement. 3. Appareil de climatisation selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que les branches (19) et (20) des liaisons aérauliques sont des gaines souples l'une amont (24) raccordée à une entrée d'air (22) à travers une paroi ou un mur (21) et l'autre aval (25) à une sortie d'air (23) à travers cette paroi ou ce mur (21). 2819880 4. Appareil de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'entrée d'air (22) et la sortie d'air (23) du circuit d'évacuation des calories sont équipées d'une grille. 5. Appareil de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'en regard de la face amont de chaque batterie (7) et (8) respectivement d'évaporation et de condensation est placée une turbine d'évaporateur (18) et de condenseur (29). 6. Appareil de climatisation selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'entrée d'air du compartiment (11) de condensation du caisson (9) est équipée d'un filtre. 7. Appareil de climatisation selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit aéraulique court du bloc d'évaporation (5) est un canal intérieur (17) entre l'entrée et la sortie d'air correspondante du caisson (9), canal dont la section est occupée en un endroit par la batterie d'évaporation (7). 8. Appareil de climatisation selon la revendication 1 caractérisé en ce que les liaisons formant les branches (19) et (20) du circuit d'évacuation sont des gaines aérauliques souples (24) et (25).