Brevet FR2860061A1 — publié le 20050325

INSTALLATION DE CHAUFFAGE ET DE CLIMATISATION La présente invention concerne une installation permettant d'assurer alternativement le chauffage et la climatisation d'un volume, tel un local d'habitation. Particulièrement, l'invention concerne une telle installation agencée autour d'une unité de chauffage du type cheminée ou poêle en faïence. L'utilisation de cheminées à foyer fermé ou ouvert, ou de poêles en faïence pour assurer le chauffage à titre principal ou complémentaire de locaux d'habitation, notamment individuels, a connu un regain d'intérêt, pour diverses raisons d'ordre économique ou esthétique. Ce type d'installation est souvent associé à une certaine idée de qualité de vie et de confort. Il en est de même des installations de climatisation, qui après avoir été réservées à des usages essentiellement professionnels, suscitent à présent l'engouement du grand public. De manière classique, la climatisation des locaux d'habitation ou autre en dehors des périodes de chauffe suppose un transfert de chaleur entre le volume à climatiser et l'extérieur ou une autre zone. Les installations connues comportent une unité intérieure, composée d'un évaporateur/échangeur, d'un compresseur, et d'un détendeur ou capillaire, et une unité extérieure composée d'un condenseur/échangeur. Le transfert de chaleur est réalisé grâce aux changements d'état successifs d'un fluide réfrigérant, dont l'évaporation s'accompagne d'une absorption de chaleur et la condensation d'un dégagement de chaleur. L'évaporateur/échangeur permet au fluide de se vaporiser en absorbant la chaleur du milieu ambiant, qui est restituée vers l'extérieur par le condenseur/échangeur lorsque le fluide se condense. Entre ces deux éléments, le compresseur assure la circulation du fluide tout en augmentant sa pression et sa température alors que le détendeur abaisse sa pression pour permettre son évaporation à base température. La répétition en boucle de ces fonctions permet d'assurer la climatisation du local. il est donc nécessaire de prévoir deux dispositifs et donc deux installations totalement distinctes pour assurer, d'une part la fonction de chauffage à titre principal ou complémentaire, et d'autre part la fonction de climatisation en dehors des périodes de chauffe. Il existe certes des climatiseurs dits réversibles qui offrent une fonction de 10 chauffe. Cependant, ce type d'installation peut éventuellement servir pour apporter une énergie calorifique d'appoint mais il ne permettra pas d'assurer de manière satisfaisante le chauffage de volumes de grandes dimensions. Par ailleurs, il perd une grande partie de son efficacité dès lors que la température extérieure baisse au delà d'un certain seuil, les rendements des climatiseurs réversibles étant particulièrement faibles. Pour pallier à ces inconvénients, certains climatiseurs réversibles comportent des résistances additionnelles dans des unités intérieures, ce qui permet d'assurer un chauffage complémentaire même lorsque la température extérieure est particulièrement basse. Il est clair cependant que ces solutions restent complexes, donc onéreuses, et qu'elles supposent de toute façon des travaux d'implantation importants. II est donc intéressant de pouvoir coupler les fonctions de chauffage et de climatisation dans le cadre d'une installation unique, permettant de chauffer 30 le local puis d'en assurer la ventilation hors période de chauffe. Une installation de ce type est décrite dans le document FR 2 814 227, qui concerne une installation de chauffage comportant une chaudière de chauffage et un circuit de circulation d'eau muni de radiateurs, un générateur de froid étant disposé au voisinage de la chaudière. Un échangeur thermique permet de transférer à l'eau qui circule dans le circuit de circulation d'eau les frigories qui sont générées par le générateur de froid, et ainsi assurer une climatisation. Cette modalité, qui est basée sur l'utilisation du circuit de circulation d'eau de l'installation de chauffage central existante pour faire circuler de l'eau réfrigérée, n'est cependant pas pleinement satisfaisante, dans la mesure où elle suppose une modification importante de l'installation de chauffage, à laquelle il faut associer un certain nombre d'éléments nouveaux pour assurer la fonction de climatisation. Par ailleurs, cette solution ne peut être mise en oeuvre que dans le cas où la fonction de chauffage est réalisée au travers d'une installation de chauffage central, et n'est pas transposable à des chauffages de type traditionnel tels qu'une cheminée ou un poêle. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus en proposant une installation combinant les fonctions de chauffage et de climatisation ne nécessitant pas de modifications structurelles importantes des locaux ni des appareils. Plus précisément, l'invention exploite la distribution de l'air chaud par les gaines de montée d'air chaud d'une unité de chauffage. De manière avantageuse, on crée un raccordement entre ces gaines d'air chaud et l'unité intérieure du climatiseur pour ainsi obtenir une distribution d'air froid sur tous les volumes à chauffer. L'invention sera mieux comprise au travers de la description donnée ciaprès de deux variantes possibles de réalisation et par référence aux 30 figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 est une vue en coupe illustrant une première forme de réalisation de l'installation selon la présente invention, mettant en oeuvre une cheminée à foyer fermé, et - la figure 2 est une vue en coupe de l'installation selon une seconde forme de réalisation, mettant en oeuvre un poêle en faïence. La figure 1 représente un premier mode de réalisation de l'installation de chauffage et de climatisation selon la présente invention, dans lequel on associe une cheminée à foyer fermé située dans le local à chauffer ou à ventiler et un appareil de climatisation qui est disposé dans la cave du local d'habitation. De manière connue, la cheminée (1) est composée d'un foyer (2) qui est monté sur une tablette (3) elle-même disposée sur un socle (4) reposant sur la dalle (5) du local, l'ensemble pouvant être semi-encastré dans un caisson (16) en maçonnerie. Le foyer (2) est entouré d'un jambage (6) surmonté d'une hotte (8) formant la partie supérieure de la cheminée (1). Une poutre décorative (7) peut être interposée entre la base de la hotte (8) et le jambage (6). Le foyer (2) intègre un carénage (17) recevant dans sa partie supérieure deux conduits d'évacuation ou de montée d'air chaud (10) pour assurer la circulation de l'air réchauffé vers les extrémités supérieures qui débouchent à l'extérieur de la hotte (8) au travers de grilles de sortie (9). A cet effet, les conduits d'évacuation (10) ont une forme coudée, l'angle formé dans la partie coudée (15) desdits conduits étant fonction de l'inclinaison des parois latérales de la hotte (8). Dans un mode de fonctionnement classique d'une cheminée de ce type, le foyer (2) est alimenté par l'avant en combustible, en général du bois, et l'air chaud ainsi produit est acheminé au travers de la hotte (8) et évacué par les conduits d'évacuation (10) pour réchauffer le local et diffuser l'air chaud au travers des grilles (9). De manière tout aussi connue, l'appareil de climatisation comporte une unité extérieure (20) raccordée à une unité intérieure (21) par un conduit de type connu (22). L'unité extérieure (20) est disposée à l'extérieur du bâtiment à équiper et l'unité intérieure (21) est disposée à la cave, sous la dalle (5) et en correspondance de la cheminée (1) disposée dans la pièce située audessus. A cet effet, l'unité intérieure (21) sera montée sur un support (23) luimême fixé au plafond. En disposant l'unité intérieure (21) sur un support directement fixé au plafond, on réduit la distance la séparant de la cheminée (1) et peut ainsi limiter fortement les déperditions et la consommation. L'unité intérieure (21) est raccordée à une gaine flexible (24) dont l'extrémité opposée débouche en partie base du caisson (16) en maçonnerie, pour assurer le retour vers le bas de l'air réchauffée dans la pièce. L'air rafraîchi sera diffusée dans la pièce au moyen de deux gaines flexibles (25) raccordées à la partie supérieure de l'unité intérieure (21) et débouchant dans la cheminée (1). La présente invention est caractérisée par le fait que l'on raccorde les gaines de sortie (25) de l'unité intérieure (21) de l'appareil de climatisation aux conduits d'évacuation (10) situés sur le dessus du foyer (2) de la cheminée (1), au moyen d'un raccord en forme de Y (30) qui sera disposé de préférence au niveau du coude (15) des conduits (10) de la cheminée. Grâce au raccordement par gaines isolées qui est ainsi effectué entre l'unité intérieure (21) de l'appareil de climatisation et les conduits d'air chaud en sortie du foyer de la cheminée, on crée une distribution d'air froid sur tous les volumes chauffés par la cheminée. On dispose ainsi d'une installation à double fonction particulièrement compacte, puisqu'il sera possible de faire passer les gaines (25) de ventilation reliées à l'unité intérieure (21) du climatiseur de part et d'autre du foyer (2) de la cheminée (1), et donc de les intégrer dans la cheminée, pour ainsi réaliser une installation totalement invisible dans la pièce d'habitation. On pourra ainsi activer l'appareil de climatisation en dehors des périodes de chauffe, en injectant l'air ventilé par l'appareil de climatisation dans les conduits de sortie de l'air chaud de la cheminée, cette opération pouvant être effectuée manuellement ou grâce à un clapet automatique (non représenté) associé aux raccords (30) en Y. L'installation selon la présente invention présente également pour avantage de diminuer fortement le volume 'sonore du climatiseur, et donc la gêne induite pour les occupants du logement. De même, puisque l'air climatisé utilise la même sortie que l'air chaud, on diminue les travaux d'emprise dans le logement et il n'est donc pas nécessaire de prévoir un système de distribution autonome et distinct pour l'air climatisé, d'où une économie importante. Le principe général de fonctionnement tel que décrit par rapport à un 10 premier mode de réalisation impliquant une cheminée en tant qu'unité de chauffage peut recevoir d'autres applications. Ainsi, selon une seconde forme de réalisation de l'installation de chauffage et de climatisation selon la présente invention, on applique le principe 15 consistant à raccorder le climatiseur à l'unité de chauffage à une installation dans laquelle la cheminée est remplacée par un poêle en faïence. Selon cette variante de réalisation, l'installation comportera un appareil de climatisation constitué comme précédemment d'une unité extérieure (20) et d'une unité intérieure (21), laquelle est comme précédemment montée sur un support (23) fixé au plafond sous la dalle (5), en correspondance de l'unité de chauffage, qui est ici constituée d'un poêle en faïence (40) disposé dans le local. Le poêle en faïence (40) est placé sur un socle (41) lui-même posé sur la dalle (5) du local. L'installation comporte également une chaudière bois (42) disposée à la cave, sous la dalle (5), et comportant une porte de chargement (43) et un récupérateur de chaleur (44). Un conduit de retour d'air (45) passant sur le côté de la chaudière (42) débouche à la base du socle (41) du poêle (40). La chaleur montante qui est émise par la chaudière (42) est récupérée dans deux conduits (10') à partir de deux ouvertures (46) ménagées dans la partie du plafond située au-dessus de la chaudière et dont les extrémités opposées débouchent à l'intérieur du poêle (40) après avoir traversé la dalle (5). L'évacuation et la diffusion de l'air chaud sont assurées au travers de deux orifices (47) de sortie comportant des grilles réglables (non représentées), disposés de part et d'autre dans la partie supérieure de chacune des parois latérales du poêle (40), juste en dessous de son plafond de faïence (48). L'unité intérieure (21) de l'appareil de climatisation est raccordée aux conduits (10') reliant la chaudière (42) et le poêle (40) par l'intermédiaire de deux gaines souples (25'). La jonction entre les conduits (10') et les gaines souples (25') est effectuée comme précédemment au moyen de raccords (30') en forme de Y. On peut ainsi, tout comme dans la variante précédente, créer une distribution d'air froid dans la pièce, lorsque l'installation de chauffage n'est pas en fonctionnement, grâce au couplage des conduits de ventilation du climatiseur et des gaines de montée d'air chaud de l'unité de chauffage. De manière avantageuse, et quelle que soit la variante de réalisation envisagée, l'installation pourra comporter un climatiseur de type réversible, ce qui procurera l'avantage supplémentaire de permettre de chauffer le volume sans avoir à activer l'installation de chauffage, c'est-à-dire soit la cheminée ou le poêle. On pourra ainsi et d'une manière à la fois simple et rapide assurer une montée en température minimale du volume, par exemple en cas de chute modérée de la température ambiante ne nécessitant pas une mise en route du système de chauffage. L'installation de chauffage et de climatisation selon la présente invention a été décrite ci-dessus au travers de deux variantes de réalisation qui ne sont cependant pas limitatives. On pourra ainsi facilement transposer la solution proposée par l'invention au cas d'une installation dans laquelle la chaudière à bois est intégrée dans le poêle en faïence, l'unité de chauffage n'étant alors plus dissociée. Le poêle comportera alors sur l'avant une porte de chargement permettant d'alimenter la chaudière à bois ainsi qu'un orifice situé sur la façade avant pour sortie de l'air chaud, et en partie arrière un récupérateur de chaleur. Le raccordement entre l'appareil de climatisation situé à la cave et le poêle sera réalisé au moyen de deux gaines flexibles courant à l'arrière du poêle et débouchant dans un caisson supérieur comportant un orifice pour l'évacuation de l'air froid. De même, les variantes décrites font référence à l'utilisation de bois en tant que combustible mais il doit être bien compris que tout autre type de combustible compatible pourra être utilisé sans que cela ne remette en cause les principes généraux de fonctionnement de l'invention. 15 20 25 30 REVENDICATIONS 1. Installation de chauffage et de climatisation, composée d'une unité de chauffage comportant deux conduits d'évacuation (10) pour la circulation de l'air réchauffé, et d'un appareil de climatisation formé d'une unité extérieure (20) et d'une unité intérieure (21) comportant deux gaines flexibles (25) pour la diffusion de l'air rafraîchi, caractérisé en ce que les conduits d'évacuation (10) de l'unité de chauffage sont raccordés aux gaines flexibles (25) de l'unité intérieure de l'appareil de climatisation. 2. Installation de chauffage et de climatisation suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les conduits d'évacuation (10) forment un coude. 3. Installation de chauffage et de climatisation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le raccordement entre les conduits d'évacuation (10) de l'unité de chauffage et gaines flexibles (25) de l'unité intérieure de l'appareil de climatisation est réalisé au moyen d'un raccord (30) en Y. 4. Installation de chauffage et de climatisation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le raccord (30) en Y est disposé au niveau du coude (15) des conduits d'évacuation (10) de l'unité de chauffage. 5. Installation de chauffage et de climatisation suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité intérieure (21) de l'appareil de climatisation est montée sur un support (23) directement fixé au plafond. 6. Installation de chauffage et de climatisation suivant l'une des 30 revendications précédentes, caractérisée en ce que l'appareil de climatisation est de type réversible. 7. Installation de chauffage et de climatisation suivant l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'unité de chauffage est 35 une cheminée (1) à foyer. 2860061 io 8. Installation de chauffage et de climatisation suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les gaines flexibles (25) de l'unité intérieure de l'appareil de climatisation sont intégrées dans la cheminée (1). 9. Installation de chauffage et de climatisation suivant l'une des 5 revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'unité de chauffage est composée d'un poêle en faïence (40) associé à une chaudière (42). 15 20 25 30