Brevet FR2828557A1 — publié le 20030214

L'invention concerne les groupes de ventilation mécanique contrôlée (VMC) qui essentiellement équipent les maisons individuelles. Elle concerne particulièrement, mais non exclusivement, les groupes de ventilation mécanique contrôlée dits hygroréglables. La figure 1 montre schématiquement une installation de ventilation classique d'une maison individuelle comprenant un groupe de ventilation mécanique contrôlée 1 placé dans les combles de la maison. Le groupe VMC comporte un corps 2 sous la forme d'une boîte globalement cubique. Ce genre de groupe VMC est bien connu et ne sera pas décrit en détail. Le groupe VMC 1 comporte un moto-ventilateur non représenté qui est disposé dans la boîte 2. Celle-ci est pourvue de plusieurs ouvertures d'aspiration qui dans l'exemple illustré sont au nombre de cinq et dont seulement trois 3,4 et 5 sont utilisés, les deux autres 6,7 étant bouchées. Des conduits souples 8 relient respectivement les ouvertures d'aspiration 3,4 et 5 à des bouches d'extraction 9, 10, 11 placées dans les pièces de service différentes à partir desquelles l'air vicié doit être aspiré. Le groupe VMC comporte également une ouverture de rejet (non illustrée) permettant de rejeter l'air vicié à l'extérieur à l'aide d'un orifice de sortie placé en toiture. Dans l'exemple illustré à la figure 1, l'ouverture d'aspiration 3 est ainsi par l'intermédiaire du conduit souple 8 reliée à une salle de bain 12, alors que l'ouverture d'aspiration 4 est reliée à un WC 13, et l'ouverture d'aspiration 5 est reliée une cuisine 14. Cette installation permet ainsi d'extraire l'air vicié de ces trois pièces techniques. Bien entendu, les ouvertures d'aspiration peuvent être reliées à d'autres pièces de service telles qu'une deuxième salle de bain, un deuxième WC, une buanderie, un cellier etc, ce qui n'est pas le cas dans l'exemple illustré. L'air pénètre par dépression dans la maison par des entrées d'air 15 placées sur les fenêtres des pièces principales, à savoir le séjour 16 et la chambre 17. Ces entrées d'air peuvent être soit auto-réglables, soit hygroréglables. Généralement, la bouche d'extraction 11 de la cuisine 14 est une bouche équipée d'un élément hygrosensible commandant un volet (non illustré) qui permet d'ouvrir ou de fermer le passage d'air en fonction de l'humidité. Un deuxième volet (non illustré) commandé manuellement ou électriquement permet d'atteindre un débit de pointe pendant la préparation des repas. La plage de fonctionnement de cette bouche 11 est généralement comprise entre 80 et 160 Pa. Dans un exemple qui vaut pour un logement avec jusqu'à cinq pièces principales, les débits à partir de la cuisine 14 peuvent être les suivants : - 10 m3/h de débit minimum hygrocommandé à une humidité relative détectée de 12% ; - 45 m3/h de débit maximum hygrocommandé à une humidité relative détectée de 45% ; - 135 m3/h en débit de pointe. La bouche d'extraction 10 de la salle de bain 12 peut également être une bouche hygrosensible commandant un volet (non illustré) qui permet d'ouvrir ou de fermer le passage d'air en fonction de l'humidité. Les valeurs suivantes peuvent alors être obtenues pour l'extraction de la salle de bain 12 : - 5 m3/h de débit minimum hygrocommandé à une humidité relative détectée de 30% ; - 40 m3/h de débit maximum hygrocommandé à une humidité relative détectée de 65%. En ce qui concerne le WC 13, il est souvent équipé d'une bouche d'extraction 10 à deux débits commandés manuellement par tirette ou électriquement, ce qui donne par exemple les valeurs suivantes : - 5 m3/h en position fermée ; - 30 m3/h en position ouverte. Généralement, le groupe VMC est équipé d'un moto-ventilateur à une seule vitesse fonctionnant en permanence, capable d'extraire le débit maximum des bouches d'extraction, en tenant compte de la probabilité qu'elles ne soient pas toutes ouvertes au maximum en même temps. D'autre part, on considère que les bouches d'extraction peuvent simultanément être en position de débit minimum. Ces deux contraintes imposent une courbe caractéristique particulière permettant d'obtenir un grand débit avec suffisamment de pression disponible pour vaincre les pertes de charge du réseau d'extraction tout en garantissant le débit, et de descendre à un débit minimum très faible, tout en restant assez bas en pression afin de ne pas générer de bruit au niveau des bouches d'extraction. Les groupes VMC actuellement sur le marché privilégient, soit le débit atteignant au mieux 260 m3/h pour une dépression disponible de 100 Pa avec une consommation électrique permanente de 50W en moyenne, soit la consommation électrique, en consommant 35 à 40W, mais en assurant un débit maximum de 200 m3/h pour une dépression disponible de 90 Pa, valeurs insuffisantes en considérant la situation habituelle dans l'utilisation des bouches d'extraction. Dans ce dernier cas, la consommation moyenne peut être d'environ 40W. Les figures 2 et 3 illustrent des groupes VMC appartenant à l'un ou l'autre de ces deux catégories. Ainsi, la figure 2 montre un diagramme des valeurs obtenues lors d'essais sur un groupe VMC de la première catégorie. La dépression Pstat en Pa et la puissance consommée P en W sont montrées en ordonnée, à gauche respectivement à droite, et le débit en m3/h en abscisse. Dans cette figure, la courbe (D montre la pression en fonction du débit et la courbe &commat; montre la puissance consommée en fonction du débit. La figure 3 montre un diagramme analogue des valeurs obtenues lors d'essais sur un groupe VMC de la deuxième catégorie. Avec ce groupe VMC, il est certes possible d'obtenir une moindre consommation correspondant à une valeur moyenne d'environ 40W, mais cela à condition que plusieurs bouches d'extraction soient fermées simultanément, ce qui n'est pas toujours le cas. De toute façon, le débit est également moindre par rapport au groupe VMC de la première catégorie et le débit optimal ne peut pas être assuré dans toutes les situations d'utilisation. En résumé, on constate ainsi que les groupes VMC existant du type hygroréglable fonctionne en permanence sur une seule vitesse qui en principe doit correspondre aux besoins de débit maximum, la variation de débit se faisant uniquement au niveau des bouches d'extraction. Ceci impose de limiter ce débit maximum en appliquant un régime d'utilisation qui ne correspond pas toujours à la réalité au niveau de la situation aux bouches d'extraction, afin de limiter au maximum les performances aérauliques du moto-ventilateur dans le but de diminuer sa consommation électrique, et de ne pas monter trop haut en pression quand le débit est un débit minimum. La plupart du temps, quand l'humidité est moyenne et que le débit complémentaire à partir de la cuisine n'est pas utilisé, le ventilateur sera en effet surdimensionné par rapport aux besoins. En plus, le moto-ventilateur tournant en permanence à une vitesse relativement élevée, sa durée de vie en est réduite. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un groupe VMC permettant de réduire fortement la puissance consommée tout en fonctionnant automatiquement, sans aucune intervention de l'usager, la seule commande disponible étant la commande du débit de pointe en cuisine. L'objet de l'invention est un groupe de ventilation mécanique contrôlée (VMC) apte à assurer l'extraction de l'air vicié d'une maison, comportant un corps pourvu de plusieurs ouvertures d'aspiration et d'au moins une ouverture de rejet en aval respectivement en amont d'un moto-ventilateur disposé dans le corps, les ouvertures d'aspiration étant destinées à être reliées à des pièces dans lesquelles l'aspiration doit être effectuée, l'ouverture de rejet étant destinée à être reliée à l'extérieur de la maison, caractérisé par le fait qu'il est en outre associé à un pressostat relié à des moyens de détection de la dépression à l'intérieur dudit corps, le pressostat étant relié à des moyens de commutation de la vitesse du moto-ventilateur entre une petite vitesse et une grande vitesse en fonction d'une valeur de dépression détectée, de manière à passer à ladite grande vitesse lorsque la valeur de dépression détectée tombe en dessous d'une valeur de dépression prédéterminée, et inversement. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - ledit pressostat est intégré dans le groupe VMC ; - les moyens de détection comprennent une sonde disposée dans le corps, en amont du moto-ventilateur dans le sens d'écoulement du débit aspiré dans le groupe ; - les moyens de commutation sont commandés directement par le pressostat ; - les moyens de commutation sont commandés par l'intermédiaire d'un dispositif de commande faisant interface entre le pressostat et les moyens de commutation ; - le pressostat est réglé de telle manière que lorsque la dépression atteint une valeur d'environ 85 Pa 7 Pa, un signal de commande est envoyé pour actionner les moyens de commutation afin de commuter le moto-ventilateur sur ladite grande vitesse, et lorsque la dépression atteint une valeur d'environ 120 Pa 7 Pa, un signal de commande est envoyé pour actionner les moyens de commutation afin de commuter le moto-ventilateur de nouveau sur ladite petite vitesse ; - le groupe est du type dit hygroréglable ; - le groupe est du type non hygroréglable. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation non limitatif de l'invention, en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective, partiellement arrachée, d'une maison montrant la disposition d'une installation d'extraction comprenant un groupe VMC placé en combles ; - la figure 2 est un diagramme illustrant en ordonnée la dépression et la puissance consommée en fonction du débit indiqué en abscisse, sur une installation d'extraction comprenant un groupe VMC hydroréglable classique ; - la figure 3 est un diagramme illustrant en ordonnée la dépression en fonction du débit indiqué en abscisse, sur une autre installation d'extraction comprenant un groupe VMC hydroréglable classique ; et - la figure 4 est un diagramme illustrant en ordonnée la dépression et la puissance consommée en fonction du débit indiqué en abscisse, sur une installation d'extraction comprenant un groupe VMC selon l'invention, à au moins deux vitesses et pourvu d'un pressostat ; - le moto-ventilateur du groupe présente un nombre de vitesses égale ou supérieur à deux. La figure 1, déjà décrite dans l'introduction, montre le cadre d'utilisation d'un groupe VMC selon l'invention. Tout comme un groupe VMC classique, il comporte un corps 2 pourvu de plusieurs ouvertures d'aspiration 3 à 7 sur la face frontale du groupe, et au moins une ouverture de rejet qui dans le groupe VMC illustré à la figure 1 se trouve sur la face arrière de ce groupe. Selon l'invention, le groupe VMC 1 est à au moins deux vitesses dont une dite petite vitesse et l'autre dite grande vitesse et il est associé à un pressostat non référencé. Ce pressostat est avantageusement intégré dans le corps du groupe VMC, c'est-à-dire placé à l'intérieur de la boîte formant le corps du groupe, et il est relié à des moyens de détection de la dépression à l'intérieur du corps 2. Les moyens de détection peuvent comprendre une sonde non référencée disposée dans le corps, en amont du moto-ventilateur dans le sens d'écoulement du débit aspiré dans le groupe VMC par les ouvertures d'aspiration. Le pressostat est relié à des moyens de commutation de la vitesse du motoventilateur entre la petite vitesse et la grande vitesse, en fonction de la valeur de dépression détectée, de manière à passer à la plus grande vitesse lorsque la valeur de dépression détectée tombe en dessous d'une valeur de dépression prédéterminée, et inversement. Les moyens de commutation comportent de préférence un commutateur apte à être commandé entre plusieurs positions par un signal de commande généré directement par le pressostat ou par un dispositif de commande faisant interface entre le pressostat et les moyens de commutation afin de fournir le signal de commande en fonction de la valeur de dépression calculée dans le pressostat en fonction de la dépression mesurée. Bien entendu, le pressostat lui-même peut se trouver à l'extérieur du corps du groupe VMC tout en étant relié aux moyens de détection de la dépression qui, eux, se trouvent à l'intérieur du corps. Exemple Des essais ont été effectués sur un groupe VMC dit hygroréglable adapté à être utilisé dans une maison comportant une cuisine, une première salle de bain SdBl, une deuxième salle de bain SdB2, un premier cabinet d'aisance WC1, et un deuxième cabinet d'aisance WC2. Le débit à partir de la cuisine variait entre 10 et 135 m3/h, avec un palier intermédiaire à 45 m3/h, alors que le débit à partir des salles de bain SdB 1, SdB2 variait entre 5 et 40 m3/h, et, finalement, le débit à partir de cabinets d'aisance WC1, WC2 variait entre 5 et 30 m3/h. Le tableau ci-dessous montre les valeurs obtenues, et aussi les débits pour lesquels les différentes vitesses, ici au nombre de deux, étaient déclenchées : Cuisine SdBl SdB2 WC1 WC2 Qtot. m3h Vitesse 10/45/13 5/40 5/40 5/30 5/30 5 10 5 5 5 35 1 45 40 30 115 1 45 40 40 30 5 160 1 135 40 40 30 5 250 2 Le diagramme à la figure 4 montre des courbes illustrant les plages de fonctionnement et la puissance consommée à la petite vitesse et à la grande vitesse. Ainsi, la courbe (D montre la dépression Pstat en Pa en fonction du débit, alors que la courbe (D montre la puissance consommée en fonction du débit lorsque le moto- ventilateur tourne à la petite vitesse. De manière analogue, la courbe G) montre la dépression Pstat en Pa en fonction du débit, alors que la courbe (D montre la puissance consommée en fonction du débit lorsque le moto-ventilateur tourne à la grande vitesse. Le groupe VMC fonctionnait la plupart du temps (22h/24h) en petite vitesse, désignée"1"dans le tableau, qui était suffisante pour assurer les débits correspondant au débit maximum hygrorégulé de la cuisine, d'une ou de deux salles de bain SdB 1 et/ou SdB2, et d'un cabinet d'aisance WC1. La grande vitesse y est désigné"2". Jusqu'à ce débit, la pression disponible était supérieure à 85 Pa. Lorsque la dépression atteignait cette valeur de 85 Pa 7 Pa, le pressostat envoyait un signal de commande pour actionner les moyens de commutation afin de commuter sur la grande vitesse du moto-ventilateur, ce qui permettait d'augmenter la pression disponible et le débit si les bouches d'extraction s'ouvraient, notamment quand l'usager actionnait le débit de pointe de la bouche d'extraction de la cuisine. Cette grande vitesse permettait d'atteindre un débit de 250 m3/h avec une dépression de 105 Pa. Lorsque le bouches se refermaient, le point de fonctionnement se déplacait alors sur la courbe vers la gauche, jusqu'à atteindre 120 Pa : 17 Pa, valeur qui correspond à l'actionnement des moyens de commutation lorsque ceux-ci reçoivent un signal de commande du pressostat (85 Pa + 35 Pa de différentiel), ce qui faisait commuter le moto-ventilateur de nouveau à la petite vitesse, et ainsi de suite. Il ressort de la figure 4 que la puissance consommée moyenne lorsque le moteur tournait à la petite vitesse était de 21 W et que la puissance consommée moyenne lorsque le moteur tournait à la grande vitesse était de 53 W. Si l'on considère la puissance consommée dans un groupe VMC classique, on sait que celui-ci consomme normalement dans l'année : 50 W x 24h x 365j = 438kWh, alors que le groupe VMC selon l'invention qui présente au moins deux vitesses et qui est pourvu d'un pressostat qui commande directement ou indirectement un commutateur de vitesses, on obtient, si l'on considère le cas normale où le moto-ventilateur travaille 22h/jour en petite vitesse et 2h/jour en grande vitesse : [21W x 22h + 53W x 2h] x 365j 207 kWh. Dans cet exemple, on obtient ainsi une réduction de la puissance consommée qui est supérieur à 50%. Pour le consommateur individuel, cela est déjà important, et considéré dans une échelle nationale, cela représente une réduction de la consommation de l'énergie électrique non négligeable. Grâce à l'invention, on obtient en plus une installation d'extraction fonctionnant en automatique, sans aucune intervention de l'usager. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple illustré et décrit, mais peut être appliquée à tout type de système de ventilation mécanique contrôlée. Ainsi, même si l'invention a été décrite à l'exemple d'un groupe VMC dit hygroréglable, elle peut sans difficulté être appliquée à tout groupe VMC classique. Les vitesses peuvent aussi être à un nombre de trois ou quatre, voir plus, ce qui permet des plages plus limitées pour le passage d'une vitesse à une autre. REVENDICATIONS 1. Groupe de ventilation mécanique contrôlée (VMC) apte à assurer l'extraction de l'air vicié d'une maison, comportant un corps (2) pourvu de plusieurs ouvertures d'aspiration (3 à 7) et d'au moins une ouverture de rejet en aval respectivement en amont d'un moto-ventilateur disposé dans le corps (2), les ouvertures d'aspiration (3 à 7) étant destinées à être reliées à des pièces (12 à 14) dans lesquelles l'aspiration doit être effectuée, l'ouverture de rejet étant destinée à être reliée à l'extérieur de la maison, caractérisé par le fait qu'il est en outre associé à un pressostat relié à des moyens de détection de la dépression à l'intérieur dudit corps (2), le pressostat étant relié à des moyens de commutation de la vitesse du motoventilateur entre une petite vitesse et une grande vitesse en fonction d'une valeur de dépression détectée, de manière à passer à ladite grande vitesse lorsque la valeur de dépression détectée tombe en dessous d'une valeur de dépression prédéterminée, et inversement. 2. Groupe de ventilation mécanique contrôlée selon la revendication l, caractérisé par le fait que ledit pressostat est intégré dans le groupe. 3. Groupe de ventilation mécanique contrôlée selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les moyens de détection comprennent une sonde disposée dans le corps, en amont du moto-ventilateur dans le sens d'écoulement du débit aspiré dans le groupe. 4. Groupe de ventilation mécanique contrôlée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens de commutation sont commandés directement par le pressostat. 5. Groupe de ventilation mécanique contrôlée selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les moyens de commutation sont commandés par l'intermédiaire d'un dispositif de commande faisant interface entre le pressostat et les moyens de commutation. 6. Groupe de ventilation mécanique contrôlée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le pressostat est réglé de telle manière que lorsque la dépression atteint une valeur d'environ 85 Pa 7 Pa, un signal de commande est envoyé pour actionner les moyens de commutation afin de commuter le moto-ventilateur sur ladite grande vitesse, et lorsque la dépression atteint une valeur d'environ 120 Pa : t 7 Pa, un signal de commande est envoyé pour actionner les moyens de commutation afin de commuter le moto-ventilateur de nouveau sur ladite petite vitesse. 7. Groupe de ventilation mécanique contrôlée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le groupe est du type dit hygroréglable. 8. Groupe de ventilation mécanique contrôlée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le groupe est du type non hygroréglable. 9. Groupe de ventilation mécanique contrôlée selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le moto-ventilateur du groupe présente un nombre de vitesses supérieur à deux.