Brevet FR2872568A1 — publié le 20060106

L'invention a trait à un appareil permettant d'abaisser par évaporation d'un liquide la température de l'air ambiant dans un espace globalement clos, tel qu'une pièce. Cet appareil est particulièrement adapté pour un usage dans une habitation, un local à usage professionnel, un commerce, un véhicule de type caravane ou camping car ou un bateau. Lors de fortes chaleurs, il est nécessaire, afin de maintenir un niveau de confort satisfaisant dans une pièce, d'abaisser la température de l'air régnant dans celle-ci. Les dispositifs de climatisation sont généralement basés sur l'utilisation de liquides frigorigènes. Il y a donc un abaissement de la température alors que le taux d'humidité de l'air n'augmente pas, voire diminue encore, ce qui nuit au confort respiratoire des personnes présentes dans la pièce. De plus, les installations de climatisation sont généralement encombrantes et peu aisées à mettre en oeuvre. Elles nécessitent, lorsqu'elles sont fixes, une mise en contact de l'échangeur de chaleur récupérant les calories avec l'extérieur de la pièce climatisée afin d'évacuer les calories. Par ailleurs, de telles installations consomment beaucoup d'énergie, nécessitent un entretien fréquent, sont d'un coût relativement élevé et ne permettent pas de maintenir une qualité hygiénique de l'air. En alternative à ces installations, il existe des appareils basés sur 20 l'évaporation de l'eau, ce qui permet d'humidifier l'air tout en abaissant sa 2 2872568 température. Généralement, l'évaporation de l'eau est obtenue en forçant le passage de l'air ambiant sur un filtre ou une cartouche filtrante humide. De tels appareils décrits, par exemple, dans la demande de brevet FR-A-2 761 760, présentent une surface d'évaporation limitée. L'appareil doit être équipé d'un dispositif d'aspiration de l'air suffisamment puissant pour assurer le passage de l'air à travers toute l'épaisseur de la cartouche filtrante. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un appareil qui permet d'abaisser la température de l'air d'une pièce tout en maintenant son humidité à un taux optimal, qui est simple d'emploi, efficace et consomme peu d'énergie. A cet effet, l'invention a pour objet un appareil permettant d'abaisser par évaporation la température de l'air ambiant dans un espace globalement clos, tel qu'une pièce, comprenant une réserve d'un liquide caloporteur, notamment de l'eau, un moyen d'amenée du liquide caloporteur sur un moyen d'évaporation, un moyen de cheminement de l'air dans l'appareil, caractérisé en ce que le moyen d'évaporation comprend au moins deux cadres, sensiblement rigides, recouverts d'une matière adaptée pour retenir le liquide caloporteur, disposés de manière à définir entre eux un trajet en zigzag pour de l'air circulant entre les cadres. 3 2872568 Grâce à l'invention, on dispose d'une importante surface d'évaporation formée par les faces des différents cadres sur lesquelles l'air est dirigé. Ainsi, les cadres pouvant être de faible épaisseur, le trajet de l'air ne nécessite pas un moyen de cheminement puissant. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel appareil peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - La matière comprend des fibres, sensiblement hydrophobes, entre lesquelles sont ménagés des espaces libres de retenue, de manière physique, du liquide caloporteur. - L'appareil est équipé d'un support pourvu de traverses sur lesquelles sont maintenus plusieurs cadres, amovibles, parallèles et en position globalement verticale. - Le moyen d'amenée du liquide caloporteur comprend au moins une traverse, adaptée pour amener le liquide sur le matériau textile, notamment la traverse est équipée ou réalisée dans un tuyau formé par un matériau poreux et/ou pourvu d'orifices. Avantageusement, le ou chaque tuyau est relié, par exemple par une conduite, à la réserve de liquide caloporteur qui est disposée à proximité du support. - Les montants inférieurs des cadres amovibles reposent sur des traverses inférieures du support posé sur une face du fond de l'appareil adapté pour la réception du liquide caloporteur. Avantageusement, ce fond est équipé d'un moyen de relevage du liquide caloporteur, notamment une pompe, adapté pour renvoyer le liquide caloporteur dans la réserve. - L'appareil comprend au moins une première ouverture permettant l'entrée de l'air ambiant dans l'appareil et au moins une seconde ouverture permettant la sortie de l'air de l'appareil, ces ouvertures étant, notamment, disposées au voisinage de chaque extrémité du support. - Le moyen de cheminement de l'air comprend une hélice ou un ventilateur permettant d'envoyer de l'air ambiant sur les cadres. - L'appareil est mobile et adapté pour être alimenté par une source électrique autonome ou extérieure. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un appareil permettant d'abaisser la température, conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels: 2872568 - la figure 1 est une vue en perspective des différents éléments constitutifs d'un appareil conforme à l'invention, un des éléments étant représenté partiellement arraché et - la figure 2 est une vue de dessus d'un support équipé de cadres, en position dans l'appareil, la partie pourvue de la réserve de liquide caloporteur, le couvercle et le dispositif de relevage du liquide ne sont pas représentés, le moyen d'amenée du liquide étant représenté en traits d'axe pour plus de lisibilité. L'appareil représenté à la figure 1 comprend une base en forme de caisson 1. Ce caisson 1 est réalisé en un matériau rigide, léger, par exemple en polymère ou en métal. Il a globalement la forme d'un parallélépipède rectangle ouvert sur une de ses grandes faces qui forme la partie supérieure ou ouverture 2 du caisson 1. La face externe 3 du fond 4 de ce caisson est, avantageusement, équipée de roulettes 5 permettant de le déplacer aisément. La face interne 6 du fond 4 du caisson est adaptée pour permettre la réception du liquide caloporteur, en l'espèce de l'eau. Pour assurer l'étanchéité du fond 4, celui-ci est, par exemple, venu de matière avec les parois du caisson 1. En variante, il peut être formé par usinage, des joints assurant l'étanchéité de l'ensemble. 6 2872568 Dans un autre mode de réalisation non représenté, le fond 4 est équipé d'un plateau creux formant ainsi un double fond. Dans tous les cas, il est néanmoins nécessaire de réaliser un caisson 1 dont les parois et le fond 4 sont reliés de manière étanche afin d'éviter tout risque de fuite, hors de l'appareil, dûe à la condensation du liquide caloporteur sur les parois du caisson 1. Sur les deux petits côtés du caisson 1, des ouvertures sont ménagées, dont l'une 7' est équipée d'une grille de protection 8. L'ouverture opposée 7 est pourvue d'un moyen de cheminement de l'air, notamment d'une soufflerie ou d'un ventilateur 9 dont les pales 10 de l'hélice ont une longueur légèrement inférieure au rayon de l'ouverture 7. Le ventilateur 9 est disposé dans une cage de protection qui prolonge, vers l'extérieur, l'ouverture 7, de manière à ce que les pales 10 occupent sensiblement toute la surface de l'ouverture, tout en étant positionné à l'extérieur du caisson 1. On évite ainsi toute dispersion de l'air et on augmente la pression de l'air dans le caisson 1. Un support ou châssis 11 amovible, globalement rectangulaire, est formé, par exemple, par des profilés métalliques ou en matériau composite ou en polymère. II comprend, à chaque extrémité et en partie inférieure, des tubes ou profilés formant des pieds 12. Ce châssis supporte une série de cadres 13, amovibles pour être aisément remplacés et/ou nettoyés. Ces cadres 13 sont disposés transversalement par rapport à une dimension principale du châssis 7 2872568 11. Avantageusement, des traverses 14 parallèles, régulièrement espacées, relient deux grands côtés du châssis 11. Ces traverses 14 sont équipées, chacune, d'un moyen d'amenée d'un liquide caloporteur, qui est de l'eau dans l'exemple considéré. Il s'agit notamment d'un tuyau 15, par exemple, en matériau poreux ou pourvu d'orifices de petit diamètre. Chaque tuyau 15 est disposé sur toute la longueur de la face supérieure de la traverse 14 qui le porte, l'ensemble des tuyaux 15 étant relié à un conduit 16. Les traverses 14 ont, par exemple, une section transversale configurée en U pour recevoir les tuyaux 15 entre les ailes du U formées par les parois latérales des traverses. Ces traverses 14 sont perforées et se comportent comme des gouttières. En variante, les traverses 14 peuvent être directement formées par des tuyaux 15 correspondants. Une extrémité du conduit 16 est reliée à une réserve d'eau au voisinage de la partie basse de cette réserve d'eau. Ce conduit 16 est équipé, au voisinage de sa liaison avec la réserve d'eau, d'un organe de régulation du débit, par exemple un robinet R, permettant d'adapter l'écoulement du liquide sur les cadres 13. Il est prévu une réserve d'eau formée par un compartiment 17 qui est ménagé dans un plateau 18 de dimensions sensiblement égales à celles du châssis 11 et qui se trouve disposé au dessus de celui-ci. Ce plateau 18 8 2872568 présente, outre le compartiment central 17 de grandes dimensions formant la réserve d'eau, deux compartiments supplémentaires, sans fond, à chaque extrémité. L'un 19 est, par exemple, équipé d'une tuyauterie 20 débouchant en partie supérieure de la réserve d'eau. Ce compartiment 19 comprend également un tuyau de récupération 160 de l'eau provenant du compartiment 17, à partir d'un certain niveau de remplissage. Le tuyau 160 est un organe de sécurité formant collecteur de trop plein provenant du compartiment 17. Ce tuyau 160 permet de renvoyer l'eau vers le fond 4 du caisson 1. La tuyauterie 20 est reliée à un moyen de relevage de l'eau, par exemple, une pompe 21 du type pompe à eau pour aquarium ou pour fontaine. Cette pompe 21 est disposée sur la face 6 du fond 4. Un autre compartiment supplémentaire 22 du plateau 18 est pourvu d'une ouverture sur pratiquement toute la paroi formant son fond. Un capot 23, équipé d'une d'ouverture 24 réalisée au-dessus du 15 compartiment 22 sans fond, permet de coiffer l'appareil en empêchant le passage de l'air sur le compartiment 19 et la réserve d'eau 17. L'appareil est adapté pour être alimenté par une source d'énergie, notamment électrique, externe. Dans une autre configuration, l'appareil est autonome en énergie, grâce, par exemple, à des batteries. 9 2872568 Sur les traverses 14 du châssis 11, des cadres 13 recouverts d'une matière adaptée pour retenir l'eau, sont disposés de manière à être en contact avec le tuyau 15 équipant chaque traverse 14. En l'espèce, une partie de la matière recouvre chaque traverse. Chaque tuyau 15 est posé dans le U de chaque traverse, en contact direct avec la matière hydrophobe. Cette matière est formée à partir de fibres, synthétiques, minérales ou naturelles sensiblement hydrophobes. Entre ces fibres, des espaces libres de retenue du liquide sont ménagés. La retenue du liquide est faite de manière physique, c'est-à-dire sans absorption significative du liquide par les fibres. La rétention a lieu, par exemple, par capillarité ou tension de surface. Les fibres ne sont pas, avantageusement, tissées, ce qui permet de ménager un nombre d'espaces libres de retenue optimum. Ce matériau textile est maintenu tendu, grâce au cadre 13, entre la traverse 14 et la face 6 du fond 4 de manière à former un panneau s'étendant sur une partie de la hauteur du caisson 1. De manière avantageuse, le matériau textile est tendu sur un cadre 13, représenté en pointillés à la figure 1, par exemple en polymère ou en métal, dont un des montants repose sur la face 6 du caisson 1. Les cadres 13 sont disposés sur les traverses 14 de manière à définir, entre celles-ci, des passages en chicane. Chaque cadre 13 a une longueur 20 inférieure à la longueur d'une traverse 14, donc à la largeur du châssis 11. La 2872568 hauteur de chaque cadre 13 est globalement égale à la hauteur du châssis 11. Chaque cadre 13 s'étend à partir d'une extrémité de la traverse 14 en direction de l'autre extrémité de la traverse 14, sur une distance comprise entre environ les trois quarts et les quatre cinquièmes de la longueur de la traverse 14, selon le type d'appareil. Deux cadres 13 adjacents à un premier cadre 13 s'étendent, tous les deux, à partir de l'extrémité des traverses 14 qui les porte, opposée à celle de la traverse à partir de laquelle s'étend le premier cadre 13. On créé ainsi un parcours en zigzag pour l'air entre les différents cadres 13, ces derniers obstruant alternativement et partiellement une partie du volume du caisson 1. Dans la configuration représentée aux figures 1 et 2, les traverses 14 sont équidistantes. On peut, en variante, réaliser un châssis 11 où les traverses 14 ne sont pas situées à la même distance les unes des autres. De même, dans la configuration représentée, pour plus de lisibilité, le châssis 11 est équipé de quatre traverses 14, et donc de quatre cadres 13. Le nombre de traverses 14 et de cadres 13 est aisément adaptable à la taille de la pièce à rafraîchir et/ou à la température souhaitée. Lorsqu'on met l'appareil en fonctionnement, on remplit, au préalable, la réserve d'eau 17 supérieure. Après ouverture et réglage du robinet R pour 11 2872568 obtenir le débit désiré, l'eau s'écoule par gravité, par le conduit 16 jusque dans les tuyaux 15 portés par les traverses 14. Ainsi, on humidifie, de manière globalement homogène, les cadres 13. L'excès d'eau, en l'occurrence l'eau non retenue dans les espaces libres de la matière et/ou non évaporée, arrive, par gravité, sur la face 6 du caisson 1. Lorsque le niveau d'eau atteint une certaine hauteur dans le fond 4 et/ou lorsque la réserve d'eau 17 est vide, l'eau est renvoyée par la pompe 21 dans la réserve d'eau 17 supérieure. La mise en route de la pompe peut être faite manuellement ou à l'aide d'un détecteur de niveau. Lorsqu'on met en route le ventilateur 9, équipé d'un dispositif de réglage de la puissance, la rotation des pales 10 permet d'aspirer, à partir de la pièce, de l'air ambiant chaud et sec et de le diriger vers l'intérieur de l'appareil grâce à l'ouverture 7 pratiquée dans le caisson. Ce déplacement d'air correspond à une mise en surpression de l'intérieur de l'appareil. L'air ainsi comprimé dans l'intérieur de l'appareil, de par la disposition des cadres 13, chemine en zigzag, selon la flèche F, entre ces derniers en direction de l'autre extrémité de l'appareil. Cette extrémité est équipée d'une ouverture 7', par lequel l'air, rafraîchi et humidifié, s'évacue. Cette évacuation peut également être effectuée par le compartiment 22 sans fond du plateau via l'ouverture 24 prévue dans le capot 23. On réalise ainsi un mouvement de 12 2872568 convexion assurant le passage de l'air et facilitant le rafraîchissement de l'air de la pièce. La disposition et la surface totale importante des cadres 13 permettent d'obtenir une évaporation importante de l'eau, donc une plus grande efficacité du rafraîchissement de l'air. Cette évaporation est favorisée par le déplacement d'air en surpression qui se fait à des vitesses régulées pour que le temps de contact entre l'air et le matériau textile soit suffisant pour optimiser l'évaporation de l'eau et rafraîchir l'air. Notamment, grâce au réglage du robinet R, on commande la quantité d'eau à évaporer. On agit ainsi sur la température et l'humidité finales de l'air. Par ailleurs, les passages en chicane entre les cadres 13 provoquent un écoulement de l'air non plus laminaire mais turbulent avec un nombre de Reynolds élevé, ce qui facilite l'évaporation de l'eau. Cet écoulement turbulent est suffisamment efficace pour ne pas nécessiter un ventilateur de forte puissance, ce qui permet d'avoir un appareil consommant peu d'énergie et peu bruyant. Le volume de la réserve d'eau 17 et le nombre de traverses 14 sont adaptés pour permettre le fonctionnement de l'appareil sans avoir à refaire le plein d'eau pendant une durée, par exemple, d'environ 8 heures, ce qui permet de disposer, d'un air rafraîchi dans la pièce où l'on est. Les dimensions des traverses 14 et l'orientation du châssis 11 sont adaptées au type d'appareil. En variante, on peut imaginer une réserve d'eau située en partie basse de l'appareil, une pompe assurant le relevage pour la distribution de l'eau, par gravité, sur les cadres 13. Dans ce cas, la réserve d'eau fait également office de bac récupérateur de l'eau excédentaire. On peut également réaliser un appareil équipé d'une réserve d'eau en partie basse, avec un moyen de relevage, et d'un bac tampon en partie supérieure. Le tuyau 20, en variante, peut être connecté à une source d'eau extérieure, par exemple, une prise d'eau murale dans un bâtiment ou un récipient. En variante, on peut également envisager d'équiper chaque ouverture 7 et 7' ménagée dans le caisson d'un ventilateur dont l'un est entraîné en rotation pour envoyer de l'air à l'intérieur de l'appareil et dont l'autre est entraîné en rotation inverse pour extraire l'air de l'appareil. Ainsi, on facilite la diffusion de l'air rafraîchi dans la pièce en régulant le flux de l'air et le débit de l'eau. En variante, on peut disposer l'appareil à l'extérieur de l'espace à rafraîchir, une gaine permettant, par exemple, de récupérer l'air dans la pièce pour l'amener sur l'appareil et une autre gaine permettant de ramener l'air frais de l'appareil à la pièce. Une telle configuration est, par exemple, utilisable pour des bâtiments à usage collectif. REVENDICATIONS 1. Appareil permettant d'abaisser par évaporation la température de l'air ambiant dans un espace globalement clos, tel qu'une pièce, comprenant une réserve d'un liquide caloporteur, notamment de l'eau, un moyen d'amenée du liquide caloporteur sur un moyen d'évaporation, un moyen de cheminement de l'air dans l'appareil, caractérisé en ce que le moyen d'évaporation comprend au moins deux cadres, sensiblement rigides, recouverts d'une matière adaptée pour retenir ledit liquide caloporteur, disposés de manière à définir entre eux un trajet en zigzag (F) pour de l'air circulant entre lesdits cadres (13). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière comprend des fibres, sensiblement hydrophobes, entre lesquelles sont ménagés des espaces libres de retenue, de manière physique, dudit liquide caloporteur. 3. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un support (11) pourvu de traverses (14) sur lesquelles sont maintenus plusieurs cadres (13), amovibles, parallèles et en position globalement verticale. 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen 20 d'amenée du liquide caloporteur comprend au moins une traverse (14), adaptée pour amener ledit liquide sur le matériau textile, notamment ladite traverse est équipée ou réalisée dans un tuyau (15) formé par un matériau poreux et/ou pourvu d'orifices. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ou chaque tuyau (15) est relié, par exemple par une conduite (16), à ladite réserve de liquide caloporteur (17) qui est disposée à proximité dudit support (11). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les montants inférieurs des cadres amovibles (13) reposent sur des traverses inférieures du support (11) posé sur une face (6) du fond (4), de l'appareil (1) adapté pour la réception du liquide caloporteur. 7. Appareil selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que ledit fond (4) est équipé d'un moyen de relevage du liquide caloporteur, notamment une pompe (21), adapté pour renvoyer le liquide caloporteur dans ladite réserve. 8. Appareil selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une première ouverture (7) permettant l'entrée de l'air ambiant dans l'appareil et au moins une seconde ouverture (7') permettant la sortie de l'air de l'appareil, ces ouvertures (7, 7') étant, notamment, disposées au voisinage de chaque extrémité du support. 9. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de cheminement de l'air comprend une hélice ou un ventilateur (9) permettant d'envoyer de l'air ambiant sur lesdits cadres (13). 10. Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce 5 que ledit appareil est mobile (5) et adapté pour être alimenté par une source électrique autonome ou extérieure.