Brevet FR2926874A1 — publié le 20090731

Grille obturant l'ouverture d'un local de pompe à chaleur de chauffage d'un bâtiment La présente invention a trait à une grille à ailettes d'allure horizontale obturant 5 l'ouverture d'un local vers l'extérieur d'un bâtiment, ledit local comportant une pompe à chaleur prévue pour chauffer ledit bâtiment. La grille de l'invention n'est en pratique pas séparable, dans son usage, des pompes à chaleur, car elle rend possible l'intégration dans un bâtiment d'une pompe à chaleur standard du marché, en principe prévue pour être installée à 10 l'extérieur de l'habitat. Elle vise à permettre son implantation intérieure sans lui faire subir par ailleurs de modification. Le principe de ce type de pompe à chaleur est à titre principal d'extraire les calories de l'air ambiant en vue de les utiliser dans un système de chauffage du bâtiment, la pompe refoulant alors un air refroidi car débarrassé desdites 15 calories. L'intégration de la pompe à chaleur à l'intérieur d'un bâtiment, dans un local bien entendu situé à proximité d'un mur périphérique de ce dernier, présente de multiples avantages. Au premier chef, la pompe à chaleur est masquée et ne se voit plus de l'extérieur, ce qui constitue indéniablement un avantage pour 20 l'esthétique du bâtiment. Par ailleurs, une pompe à chaleur installée en extérieur n'est assurée que si les contrats d'assurance le prévoient expressément, moyennant évidemment un supplément de coût. A l'inverse, son intégration dans le bâtiment n'oblige pas à modifier un contrat d'assurance standard, évitant tout surcoût. 25 L'intégration procure également des avantages en termes d'insonorisation : l'installation de la pompe à chaleur dans le bâtiment permet d'absorber au moins pour une part les nuisances sonores qu'elle impose au voisinage, et peut contribuer à une meilleure gestion des bruits éventuellement encore audibles de l'extérieur. 30 En termes de rendement, l'implantation de la pompe à chaleur dans un local intérieur permet de surcroît de s'assurer qu'elle ne réaspire pas l'air refroidi qu'elle rejette, comme cela se produit inévitablement dans les installations externes, où les pompes à chaleur sont posées au sol. Enfin, il n'est plus nécessaire de prévoir de grilles de protection spécifiques 35 pour le ventilateur placé en sortie de la pompe, la grille de l'invention y pourvoyant. Les solutions d'implantation des pompes à chaleur à l'intérieur des bâtiments, telles qu'elles existent actuellement, comportent deux grilles distinctes, correspondant respectivement à l'air aspiré entrant et à l'air refoulé sortant. L'existence de ces deux grilles répond à l'exigence formulée ci-dessus de bien distinguer les flux entrant et sortant, afin d'éviter un mélange préjudiciable au fonctionnement de la pompe, qui est toujours synonyme de chute de rendement. Toutefois, la création de deux ouvertures distinctes dans le bâtiment n'est pas toujours possible et, dans une hypothèse favorable, elle reste contraignante en termes d'encombrement général de l'installation et bien plus coûteuse en main-d'oeuvre. La présente invention remédie à ces inconvénients, et propose une grille unique conçue à la fois pour éviter les mélanges des flux entrant et sortant, masquant la pompe à chaleur sans pour autant freiner lesdits flux, la solution mise en oeuvre améliorant de surcroît sensiblement la gestion de l'insonorisation. Pour remplir ces objectifs, et d'autres qui apparaîtront dans la suite de la description, la grille à ailettes de l'invention se caractérise à titre principal en ce qu'elle comprend deux groupes d'ailettes couvrant deux parties adjacentes de la grille dévolues respectivement à l'aspiration de l'air extérieur et au refoulement de l'air en sortie de la pompe à chaleur, la première étant de surface supérieure à la seconde, les ailettes de chaque groupe ayant la même orientation différente de celle de l'autre groupe de manière à créer entre les deux ailettes frontières une zone intermédiaire extérieure générant une dérivation d'une fraction de l'air entrant par aspiration par l'air sortant, l'une desdites ailettes frontières étant prolongée vers la pompe à chaleur par une cloison de séparation interne des flux entrant et sortant. La surface inférieure de la partie de refoulement permet, selon un phénomène de venturi bien connu notamment dans le domaine des pompes à chaleur, d'aspirer une fraction de l'air entrant plus chaud, et non le contraire, ce qui serait préjudiciable au fonctionnement correct de la pompe à chaleur. En effet, dans cette hypothèse, de l'air refroidi se mélangerait à l'air entrant, aboutissant à la perte de rendement évoquée ci-dessus. La zone intermédiaire entre les parties d'aspiration et de refoulement est une zone neutre dans laquelle il n'y a ni flux entrant ni flux sortant. Elle permet l'établissement d'un courant de dérivation de l'air ambiant vers l'air refoulé notamment dû à la vitesse supérieure de l'air sortant par rapport à la vitesse d'aspiration de l'air entrant, différentiel résultant au moins en partie de la différence de surface des deux parties de la grille. La surface d'aspiration est en effet supérieure d'environ 25% à la surface de refoulement. A l'intérieur du local, la séparation entre les flux est réalisée par la cloison de séparation interne. Selon l'invention, les ailettes de chaque groupe sont disposées parallèlement, elles sont régulièrement espacées et présentent, en section transversale, une allure arrondie, les orientations des portions arrondies étant inversées d'un groupe à l'autre de sorte que les ailettes frontières ébauchent ensemble un chevron s'ouvrant vers l'extérieur. La forme des ailettes est prévue pour réduire au maximum les pertes de charge et éviter ainsi de freiner les flux d'air à la fois à l'aspiration et au refoulement. Un freinage des flux aboutit en effet également à une chute de rendement de la pompe à chaleur préjudiciable à son fonctionnement nominal. Par ailleurs, les orientations respectives des ailettes de chaque portion permettent naturellement la création de la zone intermédiaire dont il a été fait mention auparavant. Plus précisément, les ailettes des deux groupes sont identiques et disposées symétriquement par rapport à un plan passant par la pointe du 20 chevron. En termes de réalisation industrielle, cette caractéristique est économiquement éminemment favorable puisqu'elle permet d'utiliser les mêmes ailettes dans les deux parties de la grille respectivement dévolues à l'aspiration et au refoulement. Seule l'orientation de leur fixation change d'une 25 partie à l'autre. Selon une possibilité, les sections transversales des ailettes sont des arcs de cercle. Des essais ont montré que cette forme est particulièrement favorable, à la fois en termes de pertes de charge pour ne pas freiner les flux et également pour orienter favorablement le flux d'air en sortie, par exemple à des 30 fins d'insonorisation et selon des modalités qui seront précisées dans la suite. De préférence, les ailettes du groupe d'aspiration de l'air extérieur sont disposées au-dessus des ailettes du groupe de refoulement. Dans cette hypothèse, les ailettes de la partie de refoulement disposées en sortie du ventilateur sont placées en bas et guident les ondes sonores vers le 35 sol, alors que dans une pompe à chaleur disposée à l'extérieur les ondes sonores se dégagent sensiblement perpendiculairement à l'émission du ventilateur. L'envoi des ondes sonores vers le sol résout dans une large mesure le problème de l'insonorisation par rapport aux bâtiments du voisinage. La disposition au niveau inférieur de la partie de refoulement de la grille s'avère également plus naturelle, dans la mesure où l'air plus froid refoulé est plus lourd, et n'a ainsi pas tendance à se mélanger avec l'air entrant encore chargé de calories exploitables par la pompe à chaleur. Selon une configuration possible, la section de l'ailette frontière du groupe de refoulement, par conséquent située en dessous du groupe d'ailettes d'aspiration, présente de préférence un prolongement d'allure rectiligne tangent à l'extrémité intérieure de l'arc de cercle. Outre une fonction d'appui pour la cloison de séparation, ce prolongement permet aussi de canaliser la totalité de l'eau û notamment de pluie û vers l'extérieur puisque les ailettes de la partie supérieure d'aspiration de la grille ont tendance à guider l'eau vers l'intérieur de sorte qu'elle ruisselle sur la façade interne de la grille. Ce prolongement ramène au contraire l'eau de ruissellement vers l'extérieur. Par ailleurs, comme déjà mentionné, la cloison de séparation des flux entrant et sortant est de préférence fixée sur le prolongement de l'ailette frontière du groupe de refoulement. Cette cloison se trouve dès lors disposée légèrement en biais, et elle peut également jouer un rôle dans la canalisation des eaux de ruissellement entrant par la partie supérieure de la grille. Dans une optique d'écoulement de l'eau vers l'extérieur, les deux ailettes frontières ne sont pas jointes, mais laissent au contraire subsister une ouverture 25 en fente au niveau du sommet du chevron. Toujours dans une optique de maîtrise du ruissellement des eaux de pluie, la traverse inférieure du cadre de la grille présente un profilé comportant un pan vertical suivi d'un pan replié vers le mur d'un angle inférieur à 90°. Cette forme dite "en goutte" évite les dégoulinages directement sur la 30 façade du bâtiment, en dessous de la grille, qui endommageraient à terme le revêtement de ladite façade, par exemple du crépi. L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures annexées, pour lesquelles : - la figure 1 est une vue en section de l'implantation d'une pompe à chaleur 35 dans un local intégré à un bâtiment, séparé de l'extérieur par une grille selon la présente invention ; et la figure 2 représente, toujours en section, la grille de l'invention. En référence à la figure 1, la pompe à chaleur (1) est implantée dans un local (2) d'un bâtiment d'habitation (3) classique. Le local (2) comporte une ouverture (4) obturée par une grille (5) objet de la présente invention. Cette grille comporte une partie supérieure (6) d'aspiration de l'air entrant à destination de la pompe à chaleur (1). Elle comporte par ailleurs une partie inférieure (7) dévolue au refoulement de l'air en sortie de la pompe à chaleur (1), et disposée à cet effet en face d'un ventilateur équipant la sortie de ladite pompe à chaleur (1). Les parties supérieure (6) et inférieure (7) comportent des ailettes identiques (8), espacées selon un intervalle régulier, mais orientées différemment selon qu'elles sont implantées dans la partie supérieure (6) ou dans la partie inférieure (7). Les ailettes frontières (9, 10), c'est-à-dire l'ailette (9) la plus basse de la partie supérieure (6) de la grille (5) et l'ailette (10) la plus haute de la partie inférieure (7), forment ensemble un chevron délimitant une zone intermédiaire neutre permettant notamment la séparation des flux entrant et sortant, symbolisés par des flèches opposées. L'ailette (10) comporte par ailleurs un prolongement (11) auquel est attachée une cloison de séparation (12) permettant de séparer les flux d'air entrant et sortant à l'intérieur du local (2). Le prolongement (11), ainsi que la cloison (12) sont inclinés et ont une fonction supplémentaire dans la canalisation des eaux de ruissellement. En cas de pluie, de l'eau peut s'introduire à l'intérieur du local (2) du fait de l'orientation des ailettes (8) de la partie supérieure (6) de la grille (5). Dans cette hypothèse, l'eau ruisselle le long de la façade intérieure de la grille (5), et est récupérée par la cloison (12) et/ou le prolongement (11), de telle sorte que l'eau est renvoyée vers l'extérieur par l'ailette (10), et ruisselle à présent sur la façade extérieure de la grille (5). Dans cette hypothèse, le rebord inférieur (13) du cadre (14) de la grille, se présentant sous forme d'un profilé doté d'un pan vertical et d'un pan replié selon une forme dite "en goutte", permet d'éviter que l'eau ne dégouline directement au contact de la façade du bâtiment. En référence à la figure 2, la configuration et le fonctionnement de la grille apparaissent de manière plus détaillée. II apparaît d'emblée que les ailettes (8) ont toutes la même forme, celle d'un arc de cercle dont le centre est situé à l'intérieur du bâtiment. Elles sont disposées à intervalle régulier, selon un pas identique pour toutes les ailettes de la grille (5). Les ailettes frontières (9, 10) forment un chevron s'ouvrant vers l'extérieur, délimitant une zone de non aspiration et de non refoulement. Elles ne sont pas jointives, permettant à l'eau éventuellement récupérée sur le prolongement (11) ou la cloison (12) de ruisseler vers l'extérieur de la grille (5). La forme des ailettes (8) a été conçue pour éviter les pertes de charge, et donc tout freinage des flux entrant et sortant. Le rendement de la pompe à chaleur implantée à l'intérieur du bâtiment ne se ressent par conséquent pas ou peu de l'existence de la grille (5). Le groupe des ailettes (8) de refoulement formant la partie basse (7) de la grille (5) occupe une surface moins importante d'environ 25% que le groupe supérieur (6). L'air qui s'échappe est dirigé vers le bas ainsi que les ondes sonores de la pompe à chaleur, du fait de l'orientation des ailettes (8). La surface réduite conduit à augmenter la vitesse du flux d'air sortant, initiant un phénomène de venturi pour une fraction de l'air entrant, qui est alors dérivé et aspiré par l'air sortant, selon la flèche F (figure 1). Ce phénomène, combiné au fait que l'air froid en sortie est plus lourd et qu'il est orienté par les ailettes de la partie inférieure (7) vers le bas, empêche tout mélange des flux susceptibles de diminuer le rendement de la pompe à chaleur lorsque de l'air froid est réaspiré par celle-ci. La plus grande surface de la partie supérieure (6) de la grille (5) permet une aspiration à faible vitesse. La vitesse de l'air diminue encore dans la pompe à chaleur (1), notamment dans la chambre de décompression. Une accélération en sortie est ensuite imprimée au flux d'air refoulé par le ventilateur, et renforcée par la surface plus réduite de la partie inférieure (7) de la grille (5), comme indiqué ci-dessus. Le cadre (13) de la grille (5), dont ne sont visibles que les traverses supérieure et inférieure, montre que, pour la traverse inférieure, un profilé en "goutte d'eau" (14) est prévu, permettant d'éviter tout ruissellement d'eau sur les crépis revêtant les surfaces extérieures des murs des locaux d'habitation (3). La configuration de l'invention telle que décrite en référence en figures 1 et 2 n'est pas exhaustive de l'invention. Cette dernière englobe en effet les variations de formes et de dimensions à la portée de l'homme de l'art, et qui restent dans l'esprit de l'invention.35 REVENDICATIONS 1. Grille (5) à ailettes (8) d'allure horizontale obturant l'ouverture (4) vers l'extérieur du bâtiment (3) d'un local (2) comportant une pompe à chaleur (1) prévue pour chauffer ledit bâtiment (3), caractérisée en ce qu'elle comprend deux groupes d'ailettes (8) couvrant deux parties adjacentes (6, 7) de la grille (5) dévolues respectivement à l'aspiration de l'air extérieur et au refoulement de l'air en sortie de la pompe à chaleur (1), la première (6) étant de surface supérieure à la seconde (7), les ailettes (8) de chaque groupe ayant la même orientation différente de celle de l'autre groupe de manière à créer entre les deux ailettes frontières (9, 10) une zone intermédiaire extérieure générant une dérivation d'une fraction de l'air entrant par aspiration par l'air sortant, l'une (10) desdites ailettes frontières (9, 10) étant prolongée vers la pompe à chaleur (1) par une cloison de séparation (12) interne des flux entrant et sortant. 2. Grille (5) à ailettes (8) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les ailettes (8) de chaque groupe sont disposées parallèlement, régulièrement espacées et présentent, en section transversale, une allure arrondie, les orientations des portions arrondies étant inversées d'un groupe à l'autre de sorte que les ailettes frontières (9, 10) ébauchent ensemble un chevron s'ouvrant vers l'extérieur. 3. Grille (5) à ailettes (8) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les ailettes (8) des deux groupes sont identiques et disposées symétriquement par rapport à un plan passant par la pointe du chevron. 4. Grille (5) à ailettes (8) selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les sections transversales des ailettes (8, 9, 10) sont des arcs de cercle. 5. Grille (5) à ailettes (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les ailettes (8) du groupe d'aspiration (6) de l'air extérieur sont disposées au-dessus des ailettes (8) du groupe de refoulement (7). 6. Grille (5) à ailettes (8) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la section de l'ailette frontière (10) du groupe de refoulement présente un prolongement (11) d'allure rectiligne tangent à l'extrémité intérieure de l'arc de cercle. 7. Grille (5) à ailettes (8) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la cloison de séparation (12) des flux entrant et sortant est fixée sur le prolongement (11) rectiligne de l'ailette frontière (10) du groupe de refoulement (7). 8. Grille (5) à ailettes (8) selon l'une des revendications 5 et 7, caractérisée en ce que les deux ailettes frontières (9, 10) ne sont pas jointes, laissant subsister une ouverture en fente au niveau du sommet du chevron. 9. Grille (5) à ailettes (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la traverse inférieure du cadre (13) de la grille (5) présente un profilé (14) comportant un pan vertical suivi d'un pan replié vers le mur d'un angle inférieur à 90°. 10. Grille (5) à ailettes (8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface d'aspiration est supérieure d'environ 25% à la surface de refoulement.