Brevet FR2835598A1 — publié le 20030808

La présente invention a pour objet une installation de ventilation mécanique contrôlée équipée d'un dispositif de pilotage. Dans le domaine de l'habitat collectif, la ventilation mécanique des logements est contrôlée et assurée par : - un caisson contenant un ventilateur d'extraction d'air, placé en terrasses ou en combles, - un réseau de conduits desservant les pièces techniques des logements de l'immeuble, - des bouches d'extraction calibrant les débits nécessaires dans chacune des pièces des logements. Les installations utilisées en France doivent également assurer une fonction d'extraction pendant au moins une demi-heure en cas d'incendie se déclarant dans un des logements dont la ventilation est assurée par l'installation, afin de jouer un rôle de désenfumage. Il doit être noté qu'une installation fonctionne avec un ventilateur possédant une courbe A pression-débit déterminée. Une telle courbe pressiondébit est représentée en traits mixtes à la figure 1 du dessin schématique annexé. Il ressort de cette courbe que la pression diminue au fur et à mesure que le débit extrait augmente. Or, il est connu que les besoins en ventilation dans un logement ne sont pas constants, ces besoins étant fonction du taux d'occupation et de l'utilisation du logement. C'est ainsi notamment que certaines bouches d'extractions disposées dans les salles de bain sont réglables, pour assurer un débit extrait supérieur en fonction du taux d'humidité mesuré. Il est possible d'équiper une installation de ventilation d'un dispositif permettant de faire varier la fréquence ou la tension d'alimentation du moteur électrique entraînant le ventilateur du groupe d'extraction, afin de maintenir une pression constante, comme montré par la courbe B, en trait plein, de la figure 1. Cette solution est avantageuse, dans la mesure où elle permet d'obtenir un gain énergétique en limitant la consommation du moteur, en période normale de fonctionnement et en limitant le bruit généré par l'installation en régime normal de fonctionnement. Toutefois, une telle régulation pose un problème lorsque la température de l'air extrait augmente, par exemple à la suite d'un incendie, car ne permettant pas d'assurer un débit d'extraction maximal pour évacuer les fumées, dans les mêmes conditions que si le variateur n'était pas équipé d'un dispositif de variation de vitesse. Le but de l'invention est de fournir une installation de ventilation mécanique contrôlée équipée d'un dispositif de pilotage permettant, d'une part, en régime normal de fonctionnement, d'assurer une régulation de pression du ventilateur afin d'obtenir une courbe très plate permettant un fonctionnement optimal de l'installation et, d'autre part, en période d'élévation de température de l'air extrait, par exemple consécutivement à un incendie, d'assurer un débit d'extraction maximal afin d'évacuer les fumées. A cet effet, l'installation qu'elle concerne, est caractérisée en ce qu'elle comporte une prise de pression à l'intérieur du caisson reliée à un variateur de fréquence ou de tension agissant sur le régime de fonctionnement du moteur du ventilateur pour maintenir la pression constante, et en ce que la prise de pression à l'intérieur du caisson est agencée pour fournir au capteur de pression associé au variateur, une valeur de pression correspondant à la pression atmosphérique, lorsque la température de l'air extrait dépasse une valeur prédéterminée. En fonctionnement normal de l'installation, le pilotage du motoventilateur est assuré par un variateur de vitesse intégrant un régulateur. La consigne de pression est réglable mais figée lors de l'installation du matériel. Ce niveau est fixé afin d'assurer un fonctionnement : - à un niveau de pression suffisant permettant de répondre aux besoins du réseau de conduits d'extraction, - à un niveau de pression inférieur au niveau de pression maximal admissible par le ventilateur, afin de permettre un fonctionnement à une vitesse inférieure à la vitesse nominale. Le retour d'informations en pression est réalisé par l'intermédiaire d'un capteur de pression analogique relié à la prise de pression. Lorsque la température de l'air à l'intérieur du caisson dépasse une température prédéterminée, par exemple supérieure à 100,150 ou 200 C, la pression fournie aux capteurs de pression correspond à la pression atmosphérique, de telle sorte que l'information lue par le variateur de vitesse est nulle, ce qui a pour action d'augmenter la vitesse du moto ventilateur, jusqu'à sa vitesse nominale, c'est-à-dire celle que le ventilateur aurait s'il n'était pas muni d'un dispositif de variation de vitesse. La figure 1 du dessin schématique annexé montre, par la courbe C en traits pointillés, le passage d'un régime normal de fonctionnement N à un régime S en cas de sinistre résultant d'une élévation de température. Suivant une première possibilité, la pression à l'intérieur du caisson est transmise au capteur de pression par un tube extérieur au caisson raccordé à celui-ci par un embout, cet embout étant agencé pour se désolidariser du caisson lorsque la température de l'air extrait dépasse une valeur prédéterminée. Conformément à une forme d'exécution, dans ce premier cas, le tube de liaison entre le caisson et le capteur de pression est réalisé en un matériau thermofusible. Conformément à une seconde forme d'exécution, dans ce premier cas, l'embout de raccordement du tube de prise de pression et du caisson est fixé sur le caisson par des vis thermofusibles. Conformément à une troisième forme d'exécution dans ce premier cas, l'embout de raccordement du tube de prise de pression et du caisson comporte un manchon thermofusible engagé dans une ouverture du caisson et connecté directement ou indirectement au tube de prise de pression. Avantageusement, le manchon comporte, à son extrémité située du côté de l'intérieur du caisson, une collerette prenant appui sur la paroi interne du caisson, et à son autre extrémité, une partie filetée engagée dans un raccord ou directement dans le tube de prise de pression. Afin de favoriser les conditions de désolidarisation du tube et du caisson, pour placer l'extrémité libre du tube à l'air libre, l'installation comporte au moins un ressort agissant sur l'embout de raccordement du tube de prise de pression, dans un sens de désolidarisation de l'embout et du caisson. Selon une autre possibilité, le tube de prise de pression comporte deux extrémités de prise de pression : une prise de pression à l'intérieur du caisson et une prise de pression à l'extérieur de celui-ci, un dispositif de commutation étant prévu ouvrant la prise de pression à l'intérieur du caisson et obturant la prise de pression lorsque l'air extrait est à la température ambiante, et fermant la prise à l'intérieur du caisson et ouvrant la prise à l'extérieur du caisson lorsque la température de l'air extrait dépasse une valeur prédéterminée. Le dispositif de commutation peut être constitué par une vanne à trois voies réagissant à un élément thermosensible, ou bien comprend un élément à mémoire de forme ou un bilame commandant deux clapets associés aux prises de pression respectivement à l'intérieur et à l'extérieur du caisson. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de cette installation : Figure 1 est une vue représentant plusieurs courbes débit-pression d'un ventilateur déterminé ; Figure 2 est une vue en perspective du caisson d'extraction de l'installation selon l'invention ; Figure 3 est une vue en coupe du caisson de figure 2 ; Figures 4 et 5 sont deux vues en coupe représentant deux formes d'exécution de l'embout de raccordement d'un tube de pression au caisson ; Figures 6 et 7 représentent un autre dispositif de prise de pression dans deux positions respectivement en conditions normales de fonctionnement et en conditions de forte élévation de température de l'air extrait. Les figures 2 et 3 représentent un caisson de ventilation 2 contenant un ventilateur 3 entraîné par un moteur 4. Dans ce caisson débouche un conduit 5 d'extraction de l'air hors des différents logements. Ce caisson possède également une ouverture 6 de sortie de l'air. Sur le caisson 2 est disposé un caisson 7 de pilotage du moteur. Ce caisson contient un capteur de pression 8 relié à un variateur 9 de fréquence ou de tension commandant le moteur 4 par l'intermédiaire d'un câble d'alimentation et de pilotage. Le capteur de pression 8 est relié à l'intérieur du caisson 2 par l'intermédiaire d'un tube 12 de prise de pression débouchant dans le caisson par l'intermédiaire d'un embout 13. La pression mesurée par le capteur 8 est transformée en signal analogique, envoyé au variateur 9 qui compare la pression par rapport à une valeur de consigne, et assure une régulation pour maintenir la pression à cette valeur de consigne en jouant sur la fréquence ou sur la tension d'alimentation du moteur 4. Suivant une caractéristique importante de l'invention, il convient, lorsque la température de l'air extrait, à l'intérieur du caisson, dépasse une valeur prédéterminée, de fournir au capteur de pression 8 une valeur de pression correspondant à la pression atmosphérique. Les figures 4 et 5 représentent deux formes d'exécution d'un dispositif selon l'invention, dans lesquelles le tube 12 de prise de pression peut être déconnecté du caisson lorsque la température de l'air à l'intérieur de celuici augmente. Dans la forme d'exécution représentée à la figure 4, l'embout 13 de raccordement comprend un manchon 15 réalisé en un matériau thermofusible, dont une extrémité présente une collerette 16. La collerette 16 prend appui contre la face intérieure du caisson 2, et assure l'étanchéité vis-à-vis d'une ouverture 17 ménagée dans la paroi de ce caisson. L'autre extrémité de ce manchon 15 présente un filetage 18, permettant sa liaison avec un raccord 19, lui-même engagé avec étanchéité dans le tube de prise de pression 12. Un ressort 20 est interposé entre le raccord 19 et la paroi extérieure du caisson. En régime normal de fonctionnement, la pression à l'intérieur du caisson est fournie au capteur par l'intermédiaire de l'embout 13 et du tube 12. Lorsque la température à l'intérieur du caisson dépasse une valeur prédéterminée, le manchon 15 et la collerette 16 fondent, assurant une déconnexion du tube 12 et du caisson, cette déconnexion étant favorisée par l'action du ressort 20 qui pousse le raccord 19 à distance du caisson. Le dispositif représenté à la figure 5, dans lequel les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références que précédemment, comprend des vis fusibles 22 assurant la fixation du raccord 19 sur le caisson. Lors d'une augmentation de température, les vis thermofusibles 22 fondent, assurant la désolidarisation du raccord 19 par rapport au caisson, cette désolidarisation étant favorisée par l'action des ressorts 20 qui entourent chaque vis 22. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 6 et 7, le tube de prise de pression 12 est situé à l'intérieur du caisson et se termine par deux tubulures respectivement 12a et 12b, la tubulure 12a débouchant à l'intérieur du caisson et la tubulure 12b, qui traverse une paroi du caisson débouchant à l'extérieur. Des obturateurs respectivement 23a et 23b sont associés aux extrémités des tubulures 12a et 12b. Ces deux obturateurs sont reliés par un bras rigide 24, ce bras rigide 24 étant lui-même porté par un bilame 25. En période normale de fonctionnement, représentée à la figure 6, la tubulure 12a est ouverte et la tubulure 12b est fermée, de telle sorte que la pression à l'intérieur du caisson est transmise au capteur 8. Au contraire, lorsque la température de l'air à l'intérieur du caisson dépasse une valeur prédéterminée, la bilame 25 se déforme et assure la fermeture de la tubulure 12a et l'ouverture de la tubulure 12b, comme montré à la figure 7, le capteur de pression recevant alors la pression atmosphérique, ce qui permet de faire passe le ventilateur dans une position de débit maximal. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant une installation de structure simple, permettant d'optimiser le fonctionnement du ventilateur en mettant en oeuvre une pression constante, en régime normal de fonctionnement, et de faire passer le ventilateur dans une position d'extraction maximale lorsque la température à l'intérieur du caisson d'extraction augmente. REVENDICATIONS 1. Installation de ventilation mécanique contrôlée équipée d'un dispositif de pilotage, du type comprenant : - un caisson (2) contenant un ventilateur d'extraction d'air, - un réseau de conduits desservant les pièces techniques des logements du bâtiment équipé de l'installation, - des bouches d'extraction calibrant les débits nécessaires dans chacune des pièces des logements, caractérisée en ce qu'elle comporte une prise de pression (13) à l'intérieur du caisson (2) reliée à un variateur (9) de fréquence ou de tension agissant sur le régime de fonctionnement du moteur (4) du ventilateur (3) pour maintenir la pression constante, et en ce que la prise de pression à l'intérieur du caisson est agencée pour fournir au capteur de pression (8) associé au variateur (9), une valeur de pression correspondant à la pression atmosphérique, lorsque la température de l'air extrait dépasse une valeur prédéterminée. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pression à l'intérieur du caisson est transmise au capteur de pression par un tube (12) extérieur au caisson (2) raccordé à celui-ci par un embout (13), cet embout (13) étant agencé pour se désolidariser du caisson lorsque la température de l'air extrait dépasse une valeur prédéterminée. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le tube (12) de liaison entre le caisson (2) et le capteur de pression (8) est réalisé en un matériau thermofusible. 4. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'embout (13) de raccordement du tube de prise de pression (12) et du caisson (2) est fixé sur le caisson par des vis thermofusibles (22). 5. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'embout (13) de raccordement du tube de prise de pression et du caisson comporte un manchon (15) thermofusible engagé dans une ouverture (17) du caisson (2) et connecté directement ou indirectement au tube (12) de prise de pression. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le manchon (15) comporte, à son extrémité située du côté de l'intérieur du caisson (2), une collerette (16) prenant appui sur la paroi interne du caisson (2), et à son autre extrémité, une partie filetée (18) engagée dans un raccord (19) ou directement dans le tube (12) de prise de pression. 7. Installation selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un ressort (20) agissant sur l'embout (13) de raccordement du tube (12) de prise de pression, dans un sens de désolidarisation de l'embout (13) et du caisson (2). 8. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tube (12) de prise de pression comporte deux extrémités de prise de pression : une prise de pression (12a) à l'intérieur du caisson (2) et une prise de pression (12b) à l'extérieur de celui-ci, un dispositif de commutation (23a, 23b, 24,25) étant prévu ouvrant la prise de pression (12a) à l'intérieur du caisson (2) et obturant la prise de pression (12b) lorsque l'air extrait est à la température ambiante, et fermant la prise (12a) à l'intérieur du caisson et ouvrant la prise (12b) à l'extérieur du caisson (2) lorsque la température de l'air extrait dépasse une valeur prédéterminée. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif de commutation est constitué par une vanne à trois voies. 10. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que le dispositif de commutation comprend un élément à mémoire de forme ou une bilame (25) commandant deux clapets (23a, 23b) associés aux prises de pression (12a, 12b) respectivement à l'intérieur et à l'extérieur du caisson (2).