Brevet FR2825788A1 — publié le 20021213

La présente invention concerne d'une manière générale une installation de chauffage et/ou climatisation destinée à assurer la ventilation ainsi que le chauffage ou le refroidissement de locaux, de bureaux ou d'habitation. De manière connue en soi, une telle installation comporte une centrale de chauffage et/ou climatisation dans laquelle un ventilateur assure la mise en mouvement de l'air et des moyens de chauffage ou de refroidissement assurent la mise de l'air à la température définie par l'utilisateur, un caisson de répartition d'où l'air sort en direction de chaque pièce du local par des gaines de ventilation, isolées thermiquement, conduisant l'air du caisson de répartition à chaque pièce. L'air soufflé dans chaque pièce est ramené par une grille de reprise vers un caisson de reprise. L'air est ensuite conduit dans le caisson de répartition pour être réintroduit dans le circuit de ventilation. Chaque gaine de ventilation est usuellement munie d'un volet permettant de régler le débit de l'air circulant du caisson vers la pièce qu'elle alimente de manière à adapter ledit débit au volume de la pièce. Les volets sont commandés manuellement ou électriquement. Il est également connu de disposer dans chaque pièce un thermostat au moyen duquel l'utilisateur détermine la température qui doit régner dans la pièce, une commande automatique asservit alors la position du volet réglant le débit dans la gaine alimentant la pièce à la valeur affichée au thermostat de commande. Il est encore connu de prévoir un orifice de sortie du caisson de répartition par lequel l'air en surplus est évacué dans un circuit de dérivation lorsque des volets, usuellement au moins deux, commandant le débit dans les gaines de ventilation est au moins en partie fermé, afin de ne pas augmenter le débit de l'air circulant dans les gaines de ventilation restées ouvertes. Ceci évite que certaines pièces reçoivent trop d'air et que la circulation de l'air dans les gaines de ventilation devienne bruyante dès que certaines gaines sont fermées. L'air en surplus envoyé dans le circuit de dérivation est usuellement réintroduit dans le caisson de reprise. Il est souvent reproché aux installations de climatisation de recycler l'air en continu dans le local et de créer une atmosphère malsaine. C'est pourquoi il est usuellement prévu d'introduire dans l'installation de l'air prélevé à l'extérieur du local, usuellement appelé air frais ou air neuf. Cette introduction d'air frais présente deux avantages, d'une part elle permet d'assainir l'air en circulation dans l'installation et d'autre part elle permet de mettre le local en surpression ce qui empêche l'entrée des poussières. L'excès d'air introduit dans le local est extrait par l'installation de ventilation mécanique. Par contre, l'introduction d'air frais présente l'inconvénient de perturber la gestion de la centrale de chauffage et/ou climatisation car elle a tendance à modifier la température de l'air circulant dans l'installation, spécialement pendant de grands froids durant lesquels l'air extérieur est beaucoup plus froid que l'air soufflé dans les pièces, ou de très fortes chaleurs, durant lesquelles l'air extérieur est beaucoup plus chaud que l'air soufflé dans les pièces. L'invention tend à proposer une installation de climatisation permettant de résoudre cet inconvénient. A cet effet, l'invention concerne une installation de chauffage et/ou climatisation disposée dans un local comprenant au moins une pièce, du type comportant une centrale de chauffage et/ou climatisation d'où le flux d'air sort en direction d'un caisson de répartition présentant au moins une sortie reliée à une gaine de ventilation munie d'un volet de réglage conduisant l'air vers une pièce, un réseau d'aspiration dans lequel l'air circulant dans le local est aspiré pour être renvoyé à la centrale de chauffage et/ou climatisation, une gaine de dérivation munie d'un volet de réglage reliant une sortie du caisson de répartition au réseau d'aspiration, une canalisation d'introduction d'air frais, caractérisée en ce que le volet de la gaine de dérivation a une position d'ouverture minimale, de sorte qu'au moins une quantité minimale d'air circule en permanence dans le circuit de dérivation, et en ce que la canalisation d'introduction d'air frais est connectée à la gaine de dérivation de sorte que l'air frais introduit dans l'installation est mélangé avec l'air circulant en permanence dans la gaine de dérivation avant d'arriver dans le réseau d'aspiration. L'installation selon l'invention est encore remarquable en ce que : - la canalisation d'introduction d'air frais comporte un volet, - la canalisation d'introduction d'air frais comporte une vanne anti-retour empêchant l'air circulant dans l'installation d'emprunter la canalisation d'air frais en direction de l'extérieur, - la gaine de dérivation comporte une vanne de mélange à laquelle est raccordée la canalisation d'introduction d'air frais, - l'installation comporte des moyen de gestion constitués par un boîtier de gestion commandant d'une part la position de chacun des volets et d'autre part, le fonctionnement de la centrale de chauffage et/ou climatisation au moyen d'un boîtier de commande. L'invention concerne également un procédé de régulation d'une installation de chauffage et/ou climatisation selon l'invention, caractérisé en ce que on fait circuler en permanence un flux d'air, au moins minimal, dans la gaine de dérivation et on fait arriver l'air frais dans ladite gaine de dérivation. Ce procédé est encore remarquable en ce que : - le boîtier de gestion règle la position du moyen assurant l'ouverture de la canalisation d'introduction d'air frais de manière à obtenir un mélange dont la température est peu éloignée de la température de l'air circulant dans l'installation, - en mode refroidissement, on réalise du free-cooling dès lors que la température de l'air à l'extérieur du local est plus froide que la température de l'air dans le local, en ouvrant le moyen assurant l'ouverture de la canalisation d'introduction d'air frais afin d'admettre dans l'installation une grande quantité d'air frais, - on définit une pièce qui sera considérée comme pièce maître dans laquelle on assure une circulation d'air continue en ouvrant totalement le volet dans la ou les gaines menant à la pièce maître, pour régler le fonctionnement de l'installation en fonction d'une température de consigne affichée pour cette pièce, - la circulation de l'air dans chacune des autres pièces du local est pilotée par le boîtier de gestion en modifiant la position des volets disposés dans les gaines menant auxdites pièces en fonction de la température de consigne affichée pour chaque pièce. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux figures 1 et 2 du dessin annexé qui représentent respectivement de manière schématique deux exemples de réalisation de l'installation selon l'invention. Dans les exemples représentés au dessin, l'installation est disposée dans un local comprenant trois pièces 1,2, 3, par exemple deux chambres 1 et 2 et une pièce principale 3. L'installation comporte une centrale de chauffage et/ou climatisation 5 d'où le flux d'air sort en direction d'un caisson de répartition 50. La centrale de chauffage et/ou climatisation est schématisée au dessin par un bloc 5, elle peut bien entendu être de tout type. A titre d'exemple, ladite centrale de chauffage et/ou climatisation peut être constituée d'un ou de deux caissons, un caisson dans lequel l'air est mis en température et un caisson dans lequel il est mis en mouvement. Le caisson de répartition 50 présente des sorties 51,52, 53 reliées à des gaines de ventilation 10,20, 30 conduisant l'air vers des grilles d'aération, non représentées au dessin, disposées dans les pièces 1,2, 3. Le diamètre desdites gaines de ventilation est adapté au débit d'air maximal pouvant être envoyé dans la pièce, il est par exemple possible de disposer deux gaines 30 en parallèle pour l'alimentation d'une pièce de grand volume telle que la pièce 3 représentée au dessin. Des volets de réglage 11, 21, 31 disposés dans les gaines de ventilation 10,20, 30 permettent de régler le débit d'air envoyé dans les pièces 1,2, 3. L'installation comporte également un réseau d'aspiration constitué par une bouche d'aspiration 55, des gaines d'aspiration 56 et un caisson d'aspiration 58. La bouche d'aspiration est usuellement positionnée en un point central du local, par exemple dans un couloir desservant les pièces 1,2, 3 et est recouverte par une grille à travers laquelle l'air circulant dans le local est aspiré. L'air aspiré dans la bouche d'aspiration 55 est renvoyé à la centrale de chauffage et/ou climatisation 5 par les gaines 56 et le caisson d'aspiration 58. De manière connue en soi, le caisson de répartition 50 comporte encore une sortie 54 à laquelle est connecté un circuit de dérivation constitué par une gaine de dérivation 40 munie d'un volet de réglage 41 et aboutissant dans le réseau d'aspiration. Des thermostats 12,22, 32 sont disposés dans chacune des pièces 1,2, 3 afin de permettre à l'utilisateur de fixer la valeur de la température qu'il désire dans celles-ci, des sondes de températures intégrées ou non auxdits thermostats permettent de déterminer la température régnant dans chaque pièce. De manière connue en soi, il est également prévu des moyen de gestion de l'installation de chauffage et/ou climatisation constitués par un boîtier de gestion 71 recevant les mesures de température effectuées par les sondes des thermostats 12,22, 32 et commandant d'une part la position de chacun des volets 11, 21,31 et 41 et d'autre part, au moyen du boîtier de commande 72, le fonctionnement de la centrale de chauffage et/ou climatisation : vitesse du ventilateur, moyens de chauffage et/ou climatisation. Les traits mixtes visibles au dessin représentent des liaisons électriques permettant la circulation des signaux. Le boîtier de gestion est bien entendu adaptable pour assurer la gestion de l'installation lorsque le local comporte un nombre de pièces différent. Suivant l'invention, le volet 41 disposé dans la gaine de dérivation 40 est agencé de manière à avoir une position d'ouverture minimale, de sorte qu'au moins une quantité minimale d'air circule en permanence dans le circuit de dérivation. De plus, la canalisation d'introduction d'air frais 60 est connectée à la gaine de dérivation 40 en 46. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 1, l'intersection entre les canalisation 40 et 60 est réalisée à angle droit afin d'aspirer l'air frais du fait de la circulation de l'air dans la dérivation. Ladite canalisation d'air frais 60 comporte un volet 61 dont la position est commandée par le boîtier de gestion 71 et une vanne anti-retour 62 empêchant l'air circulant dans l'installation d'emprunter la canalisation d'air frais 60 en direction de l'extérieur. Par cette disposition suivant l'invention, l'air frais introduit dans l'installation est mélangé avec l'air circulant en permanence dans la canalisation de dérivation 40 avant d'arriver dans le réseau d'aspiration. Dans la forme de réalisation représentée au dessin, la gaine de dérivation est connectée à la bouche d'aspiration 55. La température du mélange air frais-air circulant dans la dérivation créé à l'intersection 46 est moins éloignée de la température de l'air circulant dans l'installation que ne l'est l'air frais entrant. Le boîtier de gestion 71 est programmé afin de régler la position du volet 61, de manière à obtenir un mélange dont la température est peu éloignée de la température de l'air circulant dans l'installation. Lorsque le mélange pénètre dans le réseau d'aspiration, la température de l'air circulant dans l'installation est alors peu modifiée et les moyens de réglage sont peu perturbés. Dans la forme de réalisation représentée à la figure 2, une vanne de mélange 42 est positionnée à l'intersection 46 entre la gaine de dérivation 40 et la gaine d'introduction d'air frais 60. La position de ladite vanne de mélange 42 est définie par le boîtier de gestion 71. La mise en oeuvre d'une telle vanne de mélange rend inutile la mise en oeuvre du volet 61 et de la vanne anti-retour 62. De manière à favoriser l'aspiration de l'air frais, il peut être prévu un ventilateur dans la gaine 60 afin de forcer l'air frais en direction de la gaine de dérivation 40, ou, comme représenté à la figure 2, de faire déboucher la gaine de dérivation dans les gaines d'aspiration 56. Les dispositions suivant l'invention permettent de plus de réaliser ce que l'on appelle du free-cooling, c'est-à-dire un refroidissement du local sans nécessiter la mise en marche des moyens de climatisation. Le free-cooling est aisément réalisé dès lors que la température de l'air à l'extérieur du local est plus froide que la température de l'air dans le local, en ouvrant le moyen d'ouverture de la gaine d'introduction d'air frais 60, c'est-à-dire le volet 61 ou la vanne de mélange 42, afin d'admettre dans l'installation une grande quantité d'air frais. Il est prévu dans l'installation de chauffage et/ou climatisation représentée au dessin un boîtier de télécommande 70 au moyen duquel il est possible définir les divers paramètres de l'installation. Il peut également être prévu, soit dans le même boîtier 70, soit dans un second boîtier 73, des moyens permettant à l'utilisateur de définir une pièce qui sera considérée comme pièce maître dans laquelle la circulation d'air sera continue, à titre d'exemple, ladite pièce maître sera la pièce principale durant la journée et une chambre durant la nuit, le boîtier de gestion 71 ouvrant alors totalement le volet dans la ou les gaines menant à la pièce maître. La circulation continue d'air dans cette pièce maître permet le réglage du fonctionnement de l'installation en fonction de la température de consigne affichée au thermostat de cette pièce. La circulation de l'air dans les autres pièces du local est pilotée par le boîtier de gestion 71 qui modifie la position des volets en fonction de la température de consigne affichée au thermostat de chaque pièce. Le choix d'une chambre comme pièce maître durant la nuit permet de baisser la température dans la pièce principale lorsqu'elle n'est pas utilisée. REVENDICATIONS 1. Installation de chauffage et/ou climatisation disposée dans un local comprenant au moins une pièce (1,2, 3), du type comportant une centrale de chauffage et/ou climatisation (5) d'où le flux d'air sort en direction d'un caisson de répartition (50) présentant au moins une sortie (51,52, 53) reliée à une gaine de ventilation (10,20, 30) munie d'un volet de réglage (11,21, 31) conduisant l'air vers une pièce (1,2, 3), un réseau d'aspiration (55,56, 58) dans lequel l'air circulant dans le local est aspiré pour être renvoyé à la centrale de chauffage et/ou climatisation (5), une gaine de dérivation (40) munie d'un volet de réglage (41) reliant une sortie (54) du caisson de répartition (50) au réseau d'aspiration, une canalisation d'introduction d'air frais (60), caractérisée en ce que le volet (41) de la gaine de dérivation (40) a une position d'ouverture minimale, de sorte qu'au moins une certaine quantité d'air circule en permanence dans la gaine de dérivation (40), et en ce que la canalisation d'introduction d'air frais (60) est connectée à la gaine de dérivation (40) de sorte que l'air frais introduit dans l'installation est mélangé avec l'air circulant en permanence dans ladite gaine de dérivation (40) avant d'arriver dans le réseau d'aspiration. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la canalisation d'introduction d'air frais (60) comporte un volet (61). 3. Installation selon la revendication 1 ou selon la revendication 2, caractérisée en ce que la canalisation d'air frais (60) comporte une vanne anti-retour (62) empêchant l'air circulant dans l'installation d'emprunter la canalisation d'introduction d'air frais (60) en direction de l'extérieur. 4. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la gaine de dérivation (40) comporte une vanne de mélange (42) à laquelle est raccordée la canalisation d'introduction d'air frais (60). 5. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyen de gestion constitués par un boîtier de gestion (71) commandant d'une part la position de chacun des volets (11,21, 31, 41, 61) et d'autre part, le fonctionnement de la centrale de chauffage et/ou climatisation (5) au moyen d'un boîtier de commande (72). 6. Procédé de régulation d'une installation de chauffage et/ou climatisation selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que on fait circuler en permanence un flux d'air, au moins minimal, dans la gaine de dérivation (40) et on fait arriver l'air frais dans ladite gaine de dérivation (40). 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le boîtier de gestion (71) règle la position du moyen (61,42) assurant l'ouverture de la canalisation d'introduction d'air frais (60) de manière à obtenir un mélange dont la température est peu éloignée de la température de l'air circulant dans l'installation. 8. Procédé selon la revendication 6 ou selon la revendication 7, caractérisé en ce que en mode refroidissement, on réalise du free-cooling dès lors que la température de l'air à l'extérieur du local est plus froide que la température de l'air dans le local, en ouvrant le moyen (61,42) assurant l'ouverture de la canalisation d'introduction d'air frais (60) afin d'admettre dans l'installation une grande quantité d'air frais. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que on définit une pièce qui sera considérée comme pièce maître dans laquelle on assure une circulation d'air continue en ouvrant totalement le volet dans la ou les gaines menant à la pièce maître, pour régler le fonctionnement de l'installation en fonction d'une température de consigne affichée pour cette pièce.