Brevet FR2865795A1 — publié le 20050805

La présente invention concerne un refroidisseur/conditionneur d'air permettant d'abaisser de plusieurs degrés la température d'un local et de palier la sécheresse ambiante. En période de forte chaleur l'on a recours soit à des climatiseurs soit à des 15 ventilateurs. Les climatiseurs, s'ils permettent de maintenir la température souhaitée d'un local, sont en général des appareils d'un coût assez élevé, consommateurs d'énergie, et qui en contrepartie du froid produit, dégagent des thermies. Les ventilateurs brassent l'air ambiant ce qui atténue la sensation de chaleur mais sans abaisser réellement la température des locaux. L'appareil proposé, d'un coût moyen, peu consommateur d'énergie, produit un 25 flux d'air réfrigéré et humidifié qui améliore significativement l'atmosphère surchauffée d'une pièce. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente une vue de côté du dispositif de l'invention; 2865795 -2- La figure 2 représente une vue de face de l'appareil; La figure 3 représente une pièce spécifique de l'invention. En référence à ces dessins, l'appareil se compose dans sa configuration de base: d'un réservoir d'eau supérieur calorifugé 1 qui alimente les deux éléments reliés: évaporateur 2 et réservoir inférieur 4 situés immédiatement en dessous. Ce réservoir dispose d'un orifice situé sur le dessus de l'appareil fermé par une petite trappe ou par un bouchon à visser 3 pour effectuer le remplissage en eau (capacité d'au moins 4 fois le volume du réservoir inférieur 4) et suffisamment large pour permettre d'introduire des glaçons au début d'un cycle d'utilisation de façon à disposer plus rapidement d'eau réfrigérée. En cas de fortes chaleurs, il est possible d'ajouter des glaçons durant le cycle d'utilisation; d'un évaporateur à tubes 2 qui utilise l'effet alcarazas , c'est-à-dire qu'il produit un abaissement de la température de l'eau interne par l'évaporation de l'eau suintant à l'extérieur des tubes. Les tubes de l'évaporateur 2 sont placés verticalement et sont réalisés préférentiellement en matière poreuse (par exemple terre cuite). Ils peuvent également être réalisés en toute autre matière conductrice de la chaleur (même étanche tel du métal) à condition de les enrober d'une matière spongieuse pouvant retenir l'eau humidifiant ces tubes par apport externe (par pulvérisation par exemple) et dans ce cas ils peuvent être placés horizontalement. L' alimentation en eau de l'évaporateur 2 par le réservoir supérieur 1 est assurée par un boîtier d'alimentation 5 (pièce moulée en plastique ou en caoutchouc) dont la trémie supérieure est raccordée par un court tuyau au réservoir supérieur 1. Ce boîtier 5 est muni de courts tuyaux d'alimentation qui coiffent la partie supérieure de chaque tube de l'évaporateur 2. A la base de l'évaporateur 2 un boîtier de réception 6 identique au boîtier d'alimentation 5 vient 2865795 -3s'emboîter à la partie inférieure de chaque tube de l'évaporateur 2. Le fond de ce boîtier est en forme de trémie pour conduire l'eau réfrigérée jusqu'au réservoir inférieur 4. La forme des tubes de l'évaporateur peut aller de l'élément cylindrique à des profilés plus aérodynamiques du type aile d'avion (bord d'attaque vers la soufflante et bord de fuite vers l'avant) ou encore d'un serpentin muni d'ailettes du type radiateur automobile, à la fois pour faciliter le passage de l'air pulsé et à la fois pour avoir une plus grande surface d'échange thermique; de rampes de pulvérisation 7 placées en arrière de l'évaporateur 2 alimentées par une pompe électrique 8 à vitesse variable (sélecteur 3 vitesses LMH ou variateur continu) utilisant l'eau réfrigérée du réservoir inférieur 4 pour la vaporiser sur les tubes de l'évaporateur 2; d'une source de ventilation 9 à vitesse variable (sélecteur 3 vitesses LMH ou variateur continu) assurée soit par un ventilateur à pales, soit par une turbine tangentielle placée derrière les rampes de pulvérisation 7 pour propulser à l'extérieur de l'appareil un flux d'air humidifié et refroidi. Afin de concentrer le flux d'air vers les rampes de pulvérisation 7 et vers l'évaporateur 2, un carter 10 de forme pyramidale tronquée part de la source de ventilation 9 jusqu'aux tubes de l'évaporateur 2 situé en façade de l'appareil. Une grille d'entrée d'air 11 située à l'arrière de l'appareil est munie d'un filtre similaire à ceux utilisés pour les habitacles d'automobiles afin d'empêcher l'aspiration de poussières pouvant nuire au bon fonctionnement de l'appareil; d'un réservoir d'eau inférieur doublement calorifugé 4 situé en dessous de l'évaporateur à tubes 2 pour recueillir l'eau réfrigérée. Ce réservoir 4 d'une capacité quatre fois moins importante que celle du réservoir supérieur 1, est muni d'une vidange située au bas de la face arrière qui permet en période de non utilisation d'évacuer entièrement l'eau contenue dans l'appareil. Pour assurer l'assiette de l'appareil, un lest 14 est disposé en dessous du réservoir inférieur 4. 2865795 4 Des dispositifs annexes complètent l'appareil: Pour surveiller l'alimentation en eau du réservoir supérieur 1, une petite fenêtre transparente 15 permet de visualiser le niveau d'eau. Pour un appareil mobile, le réservoir supérieur 1 à remplissage manuel est doté d'un flotteur interne 12 protégé des glaçons par une tôle perforée qui commande une alarme sonore (bip répétitif) et visuelle (témoin rouge clignotant pour indiquer le besoin de remplissage), cette fonction est temporisée et met l'appareil hors tension si le remplissage d'eau n'est pas effectué rapidement. Un témoin vert s'allume à la mise sous tension de l'appareil. Les témoins visuels et sonores ainsi que les autres commandes (interrupteur marche arrêt, sélecteurs de vitesse etc...) sont regroupés sur un bandeau 16 situé sur la partie supérieure de l'appareil. Pour un appareil fixe relié au réseau d'eau par un flexible adéquat (tuyau souple renforcé par une tresse métallique), le flotteur 12 commande automatiquement, dès que le niveau d'eau atteint le minimum, l'ouverture du clapet de remplissage 13 et sa fermeture dès que le niveau maxi est atteint (système semblable au remplissage de chasse d'eau). Pour le réglage de la production d'air pulsé, la vitesse variable de la turbine 9 (sélecteur de vitesse LMH ou variateur continu) peut être réglée soit en manuel soit en automatique. Pour le réglage de l'intensité de vaporisation, la vitesse variable de la pompe 8 (sélecteur de vitesse LMH ou variateur continu) peut être réglée soit en manuel soit en automatique. Pour assurer cette marche en automatique, une sonde hygrométrique pilote la pompe de vaporisation 8. La production d'air est commandée par une sonde 2865795 5 thermostatique. Ces deux instruments de mesure sont regroupés dans un boîtier extérieur à l'appareil. Ce boîtier est équipé d'une transmission sans fil (433 MHZ) et peut de ce fait être placé en n'importe quel endroit du local. Pour effectuer un cycle de fonctionnement de l'appareil, il faut tout d'abord remplir le réservoir supérieur 1 qui assure simultanément le remplissage de l'évaporateur 2 et du réservoir inférieur 4. A la mise sous tension (témoin vert allumé) la source de ventilation 9 se met en marche et envoie un flux d'air à travers les tubes de l'évaporateur 2 ce qui accélère le processus d'évaporation et de production d'eau réfrigérée. La pompe 8 alimentant les rampes de pulvérisation 7 vaporise un nuage d'eau réfrigérée sur les tubes de l'évaporateur 2. Le flux d'air humidifié et réfrigéré, après son passage dans les rampes de 15 pulvérisation 7 et les tubes de l'évaporateur 2, est propulsé à l'extérieur de l'appareil. Le cycle se poursuit tant que le réservoir supérieur 1 alimente l'évaporateur 2 et tant que son niveau d'eau est suffisant. Pendant le cycle d'utilisation, les systèmes automatiques, sonde thermostatique et sonde hygrométrique, interviennent en fonction des paramètres choisis par l'utilisateur. Pendant le fonctionnement de l'appareil, la réfrigération est obtenue par la conjugaison de plusieurs effets: pour l'eau réfrigérée: le premier effet est obtenu par l'évaporateur/ alcarazas 2, le second par la vaporisation de l'eau réfrigérée sur les tubes de l'évaporateur 2, le troisième par le flux d'air 2865795 -6- pulsé qui accélère l'évaporation de l'eau sur les tubes de l'évaporateur 2 (ce qui accroît la réfrigération de l'eau récupérée dans le réservoir inférieur 4), pour l'air humidifié et refroidi: par la propulsion à l'extérieur de l'appareil d'un air chargé de très fines gouttelettes d'eau pulvérisée et réfrigérée, qui par échange thermique avec l'air chaud du local va produire un abaissement significatif de la température ambiante et une amélioration de son degré hygrométrique. 7 2865795 Revendications 1. Appareil refroidisseur/conditionneur d'air, caractérisé en ce qu'il comporte: - un évaporateur à tubes (2) fonctionnant suivant le principe de 1 alcarazas , c'est-à-dire que l'abaissement de température de l'eau interne est produit par l'évaporation de l'eau suintant à l'extérieur des tubes, cet évaporateur (2) est alimenté par un réservoir supérieur calorifugé (1) d'une contenance au moins égale à quatre fois le volume du réservoir inférieur (4), l'eau réfrigérée est recueillie dans un réservoir inférieur doublement calorifugée (4) d'une contenance au moins quatre fois plus petite que celle du réservoir supérieur (1), ce réservoir inférieur (4) possède une vidange située au bas de la face arrière permettant en période de non utilisation d'évacuer entièrement l'eau contenue dans l'appareil de plus, afin d'assurer une bonne assiette de l'appareil, un lest (14) est installé en dessous du réservoir inférieur (4); des rampes de pulvérisation (7) alimentées par une pompe (8) à vitesse variable (sélecteur à trois vitesses LMH ou variateur continu) utilisant l'eau réfrigérée du réservoir inférieur (4) pour la vaporiser sur l'évaporateur (2) placé devant les rampes de pulvérisation (7); un ventilateur à pales ou une turbine (9) à vitesse variable (sélecteur trois vitesses LMH ou variateur continu) placé à l'arrière de l'appareil et qui produit un flux d'air qui passe en premier dans les rampes de pulvérisation (7) (en se chargeant de très fines gouttelettes d'eau réfrigérée) et ensuite à travers les tubes de l'évaporateur (2) (en se refroidissant) pour être envoyé dans l'atmosphère chaude du local où un échange thermique et hydrique produit un refroidissement et une humidification significative. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes de l'évaporateur (2) sont soit de forme cylindrique ou mieux de forme profilée de façon aérodynamique (type aile -8- 2865795 d'avion) voire en serpentin muni d'ailettes (type radiateur automobile) afin de faciliter le passage de l'air pulsé et d'augmenter la surface d'échange thermique. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes de l'évaporateur (2) sont réalisés en une matière poreuse (par exemple en terre cuite) ou en une matière conductrice de la chaleur (même étanche tel du métal) et sont alors enrobés d'une matière spongieuse pouvant retenir l'eau humidifiant ces tubes par apport externe (par pulvérisation par exemple), les tubes de l'évaporateur (2) sont alimentés en eau par le réservoir supérieur (1), le raccordement du réservoir (1) à l'évaporateur (2) est réalisé par un boîtier d'alimentation (5) (pièce moulée en plastique ou en caoutchouc) dont la trémie supérieure est raccordée par un court tuyau au réservoir supérieur (1). 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier d'alimentation (5) est muni de courts tuyaux qui coiffent avec précision la partie supérieure de chaque tube de l'évaporateur (2); à la base de l'évaporateur (2) un boîtier de réception (6), identique au boîtier d'alimentation (5), recueille l'eau réfrigérée par des tuyaux qui s'emboîtent avec précision à la base de chaque tube de l'évaporateur (2), le fond de ce boîtier (6) est en forme de trémie pour conduire l'eau réfrigérée au réservoir inférieur (4) par l'intermédiaire d'un court tuyau de raccordement. 5. Appareil selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les tubes de l'évaporateur (2) sont verticaux. 6. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que les tubes de l'évaporateur (2) sont horizontaux et sont 30 réalisés en une matière conductrice de la chaleur (même étanche tel du métal) -9 2865795 et enrobées d'une matière spongieuse pouvant retenir l'eau humidifiant ces tubes par apport externe (par pulvérisation par exemple). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, 5 caractérisé en ce que le réservoir supérieur (1) est muni: - d'une petite fenêtre transparente (15) située en façade de l'appareil qui permet de visualiser le niveau d'eau; d'un orifice (3) fermé par une petite trappe ou un bouchon à visser pour son alimentation en eau et d'une largeur suffisante pour introduire des glaçons au début d'un cycle d'utilisation de façon à disposer plus rapidement d'eau réfrigérée, en cas de fortes chaleurs il est également possible d'ajouter des glaçons durant le cycle d'utilisation. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est mobile, le remplissage en eau du réservoir supérieur (1) étant contrôlé par un flotteur interne (12) (protégé des glaçons par une tôle perforée) qui commande une alarme sonore (bip répétitif) et visuelle (témoin rouge clignotant pour indiquer le besoin de remplissage), cette fonction est temporisée et met l'appareil hors tension si le remplissage d'eau n'est pas effectué rapidement, un témoin vert s'allume à la mise sous tension de l'appareil, les témoins visuels et sonores ainsi que les autres commandes (interrupteur marche/arrêt, sélecteurs de vitesse, etc...) sont regroupés sur un bandeau (16) situé sur la partie supérieure de l'appareil. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est fixe et est relié au réseau d'eau par un flexible adéquat (tuyau souple renforcé par une tresse métallique), le remplissage en eau du réservoir supérieur (1) étant contrôlé par un flotteur interne (12) (protégé des glaçons par une tôle perforée) qui commande automatiquement l'ouverture et la fermeture d'un clapet (13) de remplissage en fonction du niveau d'eau (système identique au remplissage de chasse d'eau), - 10 10. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la production d'air pulsé assurée par le ventilateur à pales ou la turbine est à vitesse variable (sélecteur à trois vitesses ou variateur continu) commandée soit en manuel soit en automatique. 11. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intensité de la vaporisation peut être réglée par la vitesse variable de la pompe (8) (sélecteur trois vitesses LMH ou variateur 10 continu) soit en manuel, soit en automatique. 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la commande automatique de la pompe de vaporisation est pilotée par une sonde hygrométrique, et que la production d'air est pilotée 15 par une sonde thermostatique, ces deux sondes sont regroupées dans un boîtier unique équipé d'une transmission sans fil (433 MHZ) et peut de ce fait être placé à n'importe quel endroit du local.