Brevet FR2845759A1 — publié le 20040416

GROUPE VENTILO-CONVECTEUR DE DIFFUSION D'AIR bANS UN ENSEMBLE COLLECTIF ET INSTALLATION LES UTILISANT La présente invention concerne un groupe ventilo-convecteur de diffusion d'air contrôlé en température, plus particulièrement dans un ensemble collectif, ainsi que l'installation utilisant ces ventilo-convecteurs. On connaît des systèmes de contrôle de la température de l'air pour des 5 ensembles de logements, à usage résidentiel ou tertiaire, à partir d'une unité centrale de production de calories et de frigories. La diffusion dans chacun des logements est assurée par des ventiloconvecteurs disposés en plafond ou en plancher. be tels groupes ventilo-convecteurs comprennent une carrosserie à l'intérieur 10 de laquelle sont disposés pour l'essentiel, un échangeur, un groupe motoventilateur, des filtres et un contrôle commande. Chaque groupe est relié hydrauliquement par son échangeur au système de distribution général. La mise en service et l'arrêt du groupe moto-ventilateur sont assurés par le 15 contrôle commande qui, en fonction des informations recueillies au moyen d'une sonde dans chaque pièce, régule le fonctionnement à partir d'une valeur de consigne programmée par le locataire. La puissance de chaud ou de froid peut être régulée soit par la régulation du fluide caloporteur soit par le flux d'air traversant le groupe ventilo-convecteur. 20 bans ce cas, les bouches disposent de registres qui sont plus ou moins fermés et le flux général du ventilo- convecteur est également adapté au volume total délivré. L'ensemble est généralement relié à un contrôle commande. Il existe aussi des groupes qui assurent une température adaptée tandis que des moyens complémentaires de chauffage comme des résistances électriques assurent un complément d'apport en calories lorsque la source est insuffisante. On connaît les problèmes du collectif concernant la répartition des consommations énergétiques. Certains locataires sont soucieux des pertes et, par nature, par got, par besoins, chauffent ou refroidissent peu tandis que d'autres apprécient les extrêmes et utilisent les potentialités maximales tant pour le chaud que pour le 10 froid. De plus, suivant que le logement est orienté nord ou sud, est ou ouest, les consommations diffèrent pour une même surface donc un même volume à chauffer. Il apparaît normal, compte tenu de l'augmentation continue des cots de 15 l'énergie, d'affiner les consommations de chacun des locataires pour déterminer la quote-part exacte de chacun d'eux tant en chaud qu'en froid. Par contre, il faut que les informations à recueillir n'engendrent pas de besoins supplémentaires en personnel sur le terrain car la répartition des consommations deviendrait une opération trop coteuse pour être viable. En outre, il existe sur les groupes ventilo-convecteurs des contraintes de mise en place initiale qui nécessitent l'intervention de spécialistes. Il en est de même lorsque le groupe doit être changé par exemple, ou simplement démonté pour réparation. Il conviendrait que ces groupes puissent être mis en place et retirés de façon 25 rapide, sans faire intervenir un spécialiste, notamment pour l'entretien ou les pannes éventuelles. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un groupe ventilo-convecteur pour logements dans des résidences collectives à usage résidentiel ou tertiaire, qui peut être mis en place et démonté aisément, qui est contrôlé dans son fonctionnement par le locataire du logement, qui permet une détermination exacte de l'énergie consommée par logement et qui permet un relevé à distance de ces consommations. A cet effet, un ventilo-convecteur selon la présente invention est maintenant décrit selon un mode de réalisation particulier, non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels les différentes figures représentent: - figure 1, une vue d'une installation collective avec des groupes ventiloconvecteurs, - figure 2, une vue schématique des différents organes d'un groupe ventiloconvecteur selon l'invention, et - figure 3, une vue de détail de l'alimentation en fluides et des moyens de comptage. Sur la figure 1, on a représenté un ensemble 10 de quatre logements 12-1 à 12-4 15 à usage d'habitation par exemple et représenté comme un plateau 14-1 à 14-4 avec trois pièces pour la simplification du dessin. Un groupe ventilo-convecteur 16-1 à 16-4 est installé en faux-plafond pour chaque appartement. Des bouches 18 de diffusion sont réparties à raison d'au moins une bouche dans chaque pièce, reliées par des conduits 20. Il est prévu 20 des registres qui assurent le réglage de l'ouverture et donc du débit de chaque bouche. Ces registres sont associés au groupe de façon préférentielle mais pourraient être disposés sur les conduits ou les bouches. Des thermostats au niveau de la production, des thermostats connus de fonctionnement et de déclenchement assurent la régulation. Une production de calories et de frigories est centralisée à partir d'une source de production, en l'occurrence une pompe à chaleur réversible susceptible de travailler en chauffage 22 et en froid 24, un fluide assurant le transport à travers un réseau 26 thermiquement isolé, de façon connue. Un réseau de lignes 28 de transmission de données est disposé en parallèle. Une ligne est issue de chaque ventilo-convecteur pour rejoindre une centrale 30. Ces lignes de transmission sont extrêmement simples et s'apparentent à des lignes téléphoniques. Sur la figure 2, on a représenté un groupe ventilo-convecteur 16. Un tel groupe comprend une carrosserie 32, généralement en tôle métallique recouverte de matériaux isolants acoustiquement tels que des mousses, qui constitue un caisson 34 avec un couvercle amovible 35. Dans ce caisson, on trouve une entrée d'air 36, au moins une sortie d'air 38, des 10 moyens 40 de filtration, des moyens 42 moto-ventilateur et un échangeur 44. Il est aussi prévu des moyens 46 de contrôle commande reliés par un câblage à une sonde 48 de température ambiante, à une alimentation électrique 50, à des capteurs 52 de température, symbolisés de façon unique mais nécessairement répartis, à des fils pilote 54 et à un programmateur 56. bes baffles acoustiques sont également intégrés au caisson afin de piéger le son et de diminuer le niveau sonore au soufflage. L'ensemble de ces fils comprend avantageusement des connexions dites rapides à leurs extrémités. Ceci permet de réaliser une connectique rapidement brochable et rapidement 20 débrochable. Il est même possible de prévoir une prise 58 unique à connecter sur les moyens de contrôle commande, directement. Avantageusement, les entrée et sorties d'air présentent des interfaces à montage et démontage rapides. Ces interfaces peuvent se présenter sous la 25 forme de viroles 60 qui s'emboîtent sur des ouvertures 62 dédiées prédécoupées dans le caisson. L'étanchéité est obtenue à partir d'un joint intégré à la virole. L'échangeur est alimenté en fluide de transfert de calories ou de f rigories par deux tubes d'entrée 64 du fluide et de sortie 66 de ce même fluide afin de réaliser une boucle au sein de l'échangeur 44. De façon avantageuse, les connexions fluides sont également réalisées au moyen 5 de raccords rapides 68, mâle/femelle du type de ceux commercialisés sous la dénomination "Staubli". Ceci permet de déconnecter le groupe sans pour cela interrompre la circulation du fluide dans le réseau 26 qui alimente les autres ventilo-convecteurs 16. L'alimentation en fluides est représentée en détail sur la figure 3. Sur cette figure 3, on retrouve la carrosserie 32 avec la partie correspondante des raccords rapides 68. Une vanne trois voies 70 de régulation permet de contrôler la circulation dans l'échangeur. Cette vanne de régulation est donc à débit variable et peut être pilotée si nécessaire par le contrôle commande 46, en fonction de la température 15 de consigne intérieure, de la température extérieure, de la température du fluide et/ou du débit d'air. Néanmoins, on préfère d'abord piloter l'ouverture des bouches en modifiant la position des registres et en régulant les flux d'air. En fonction de l'ouverture des registres, les moyens 42 moto-ventilateur ont un régime qui s'adapte. Les bouches étant en position ouverture réduite, le régime 20 de rotation du moteur est réduit, les bouches étant en position à grande ouverture le régime de rotation du moteur est augmenté. Ensuite, il est prévu une vanne 72 d'équilibrage sur l'entrée fluide 64. Cette vanne est réglée en fonction de l'appartement, nombre de pièces et volumes. Cette vanne conserve ensuite son réglage quel que soit le fonctionnement. Un compteur 74 d'unités énergétiques est installé directement sur la sortie fluide 66. Ce compteur est relié à la centrale d'acquisition 30 par le réseau 28 de lignes de transmission. Un tel compteur est apte à mesurer la consommation énergétique tant en f rigories qu'en calories. Ce groupe ventilo-convecteur selon l'invention présente ainsi de nombreux avantages. Lors de la mise en place, il suffit de prévoir des flexibles souples armés. Chaque flexible est équipé à une extrémité d'un raccord rapide mâle ou femelle. L'entrée ou la sortie fluide du groupe ventilo-convecteur porte un raccord femelle ou mâle conjugué pour recevoir le raccord rapide du flexible correspondant. Ces flexibles souples armés sont prévus à la construction du logement ou au moment de la mise en place du chauffage et sont donc en attente sur le circuit général. Quant au câblage multifils, il est prévu dès l'origine et l'ensemble des connexions est centralisé. bans le mode de réalisation préférentiel, les fils de ce 15 câblage peuvent être réunis dans une même prise 58 de connexion, multibroches. Cette opération est également réalisée avant le montage du groupe. Enfin les différentes gaines qui alimentent les bouches 18 sont généralement mises en place dans les faux plafonds et convergent vers le lieu de pose du groupe. La mise en service du groupe est de ce fait très simple. Il suffit de fixer mécaniquement le groupe, de connecter les raccords rapides fluides 68, de connecter la prise 58 et de monter les gaines sur les entrée et sorties d'air par emboîtement. Le fonctionnement de l'installation 10, comportant au moins deux groupes, est 25 indiqué ci-après. Lorsqu'il s'agit d'une période de chauffage, la production de calories est assurée par la pompe à chaleur fonctionnant en chauffage 22 et les calories sont transportées à travers le réseau 26 thermiquement isolé. La vanne d'équilibrage 72 étant réglée, la vanne 70 trois voies est ouverte comme il convient en fonctionnement normal tant qu'il n'y a pas de sollicitations exceptionnelles. En fonction de la température programmée sur le programmateur 56, de la sonde 5 extérieure 48 qui peut pondérer les déclenchements et des capteurs de sécurité 52 qui limitent certains paramètres, les registres de régulation du débit d'air s'ouvrent ou se ferment et le débit des moyens 42 moto-ventilateur est adapté en conséquence. Les calories sont extraites du fluide caloporteur en circulation par l'air 10 traversant l'échangeur 44, mis en circulation forcée par les moyens 42 motoventilateur. Cet air chauffé est ensuite émis à travers les bouches 18 de diffusion. De préférence, il est prévu des variations lentes pour ajuster en permanence la température sans créer de changements brusques de température. La 15 programmation peut aussi prévoir une anticipation. Au fur et à mesure de la circulation du fluide caloporteur, le compteur enregistre les unités énergétiques, c'est-à-dire la consommation d'énergie pour le local considéré, dont l'ambiance est contrôlée par ledit groupe ventiloconvecteur. On mesure donc directement à la source de la consommation si bien que le locataire qui est défavorisé par une longue distance entre le point de production et le lieu de diffusion ne se trouve pas pénalisé et les pertes sont réparties équitablement entre tous les locataires. De plus, chaque locataire aura en charge sa consommation exacte, 25 indépendamment du collectif. Il en est de même lorsqu'il s'agit de production de frigories à partir de la pompe à chaleur fonctionnant en production de froid 24. Les f rigories consommées sont celles qui sont effectivement dispensées dans le logement par chaque locataire. On supprime la répartition proportionnelle du cot énergétique en fonction de la surface habitée, qui reflète injsutement la réalité des consommations. Il n'y a aucune pénalisation d'un locataire due à la situation de son local dans l'espace collectif et aucune interaction des consommations des locataires les unes par rapport aux autres. Enfin, les consommations enregistrées pour chaque local de l'installation selon l'invention présentent également l'avantage de pouvoir être relevées de façon 10 centralisée. En effet, les informations de chaque compteur d'unités énergétiques étant transmises par le réseau 28 à la centrale 30, il suffit de lire ces informations à partir de cette centrale 30. Il est même possible d'effectuer un relevé à distance si cette centrale est 15 reliée par un modem adapté à une ligne de télétransmission. Le groupe ventilo-convecteur selon l'invention est simple à mettre en place, à retirer, à échanger et assure toutes les fonctions recherchées. Quant à l'installation qui les utilise, elle est équitable dans la répartition des consommations énergétiques et n'engendre pas de frais supplémentaires pour le 20 relèvement des valeurs énergétiques. be plus, la maintenance est facilitée par la mise en service de tels groupes car l'échange standard est possible, ne laissant ainsi les locataires sans source de chauffage ou de rafraîchissement que sur de très courtes périodes. Les frais d'entretien s'en trouvent réduits d'autant car ce n'est pas le prix d'un 25 échange standard qui cote le plus cher mais bien les interventions du spécialiste sur site pendant de longues durées. Ces frais sont donc réduits à leur strict minimum puisqu'il n'y a plus besoin d'un spécialiste et que la durée d'intervention elle-même est réduite. La description a mentionné le recours dans l'installation à une pompe à chaleur réversible car il s'agit du meilleur mode de réalisation mais une installation avec une chaudière associée à un groupe froid est entièrement équivalent. - i REVENDICATIONS 1. Groupe ventilo-convecteur (16) comprenant un caisson (34) avec une entrée d'air (36), au moins une sortie d'air (38), des moyens (40) de filtration, des moyens (42) moto-ventilateur et un échangeur (44) alimenté par un circuit (64, 66) d'un fluide de transfert de calories ou de frigories, caractérisé en ce qu'il comprend un compteur (74) d'unités énergétiques disposé sur ce circuit fluide. 2. Groupe ventilo-convecteur (16) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compteur d'unités énergétiques est relié par un réseau de lignes (28) de transmission de données à une centrale (30). 3. Groupe ventilo-convecteur (16) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la centrale (30) comprend des moyens de liaison pour réaliser un relevage à distance. 4. Groupe ventilo-convecteur (16) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des connexions rapides (58) aux extrémités des liaisons des fils électriques pour réaliser une connectique rapidement brochable et rapidement débrochable. 5. Groupe ventilo-convecteur (16) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une prise (58) unique de connexion. 6. Groupe ventilo-convecteur (16) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les entrée (36) et sorties (62) d'air présentent des interfaces à montage et démontage rapides. 7. Groupe ventilo-convecteur (16) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ces interfaces comprennent chacune une virole (60) qui s'emboîte sur des ouvertures (62) dédiées prédécoupées dans le caisson (34) et un joint intégré à la virole. 8. Groupe ventilo-convecteur (16) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur (44) est alimenté en fluide de transfert de calories ou de frigories par deux tubes d'entrée (64) du fluide et de sortie (66) et en ce que ces connexions fluides comprennent des raccords rapides (68). 9. Groupe ventilo-convecteur (16) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (46) de contrôle commande reliés par un câblage à une sonde (48) de température ambiante, à une alimentation électrique (50), à des capteurs (52) de température, à des fils (54) 10 pilote et à un programmateur (56).