Brevet FR2933478A1 — publié le 20100108

� Registre pour la gestion d'un puits canadien, système de ventilation employant un puits canadien avec un tel registre � La présente invention concerne un registre pour la gestion d'un puits canadien ainsi qu'un système de ventilation employant un puits canadien avec un tel registre. Pour améliorer le confort thermique des locaux d'habitation, et pour rendre plus économique la ventilation des locaux en les réchauffant ou en les rafraîchissant, ces locaux servant comme bureaux ou à des activités industrielles, on utilise déjà depuis des années des échangeurs géothermiques. Parmi les différents types d'installation géothermique, il y a ce qui est appelé un puits provençal ou puits canadien pour assurer la fonction de rafraîchissement de l'air ventilé en été et le réchauffage de l'air en hiver. Le principe du puits provençal ou canadien consiste à faire passer l'air extérieur (également appelé dans la suite � air neuf �) de ventilation non pas directement de l'extérieur à l'intérieur d'un bâtiment à climatiser, mais de le faire passer d'abord dans un conduit enterré dans le sol autour du bâtiment, ou parfois aussi en dessous du bâtiment, avant de le faire rentrer à l'intérieur du bâtiment ou dans un climatiseur. Dans une telle installation, l'air neuf sert de fluide caloporteur et le conduit enterré sert d'échangeur thermique tout en amenant l'air neuf vers l'intérieur du bâtiment ou du climatiseur. De cette manière, le puits provençal ou canadien est utilisé en hiver pour préchauffer l'air entrant ou pour maintenir hors gel un bâtiment. En été, l'air chaud de l'extérieur est refroidi par le sol relativement plus froid. En effet, la température du sol autour ou en-dessous d'un bâtiment est différente de celle de l'air en surface, et est notamment beaucoup moins sujet à des variations de température que c'est le cas de l'air. De plus, la température moyenne du sol à deux mètres de profondeur correspond approximativement à une température comprise entre 5 et 15°C, cela aussi bien en hiver qu'en été avec des variations saisonnières relativement faibles. Pour exploiter cette caractéristique naturelle, les systèmes de ventilation employant un puits canadien font donc passer de l'air neuf dans des conduits qui sont enterrés à une profondeur suffisante pour que l'air neuf soit relativement tempéré en hiver et relativement frais en été. Alors que l'admission d'air neuf passant par un conduit canadien ne demande pas de moyens particuliers, notamment pas de moyens de commande particuliers en hiver et en été, le contrôle de l'amenée d'air est plus délicat en demi-saison, notamment au printemps, puisque à cette époque de l'année, la température du sol est souvent inférieure à la température extérieure. Dans ces systèmes, le choix de la voie d'introduction de l'air neuf, c'est-à-dire le choix entre une introduction directe de l'air neuf à l'intérieur du bâtiment ou dans un climatiseur, et le passage par le puits canadien avant d'arriver à l'intérieur du bâtiment ou dans un climatiseur, est commandé moyennant des signaux électriques correspondant à des températures mesurées par des capteurs de température disposés à différents endroits à l'extérieur du bâtiment. Toutefois, ces températures extérieures sont régulièrement faussée, car les capteurs sont soumis à de phénomènes tels une surchauffe par un fort ensoleillement ou au contraire un refroidissement par un courant d'air ou de la pluie. Ainsi, le but de l'invention est de proposer des moyens permettant d'améliorer la prise de température de l'air neuf pour la commande d'un puits canadien ou provençal. Le but de l'invention est atteint avec un registre pour la gestion d'un puits canadien, comprenant un élément tubulaire destiné à être monté dans un conduit d'amenée d'air et ayant une section transversale définissant l'ouverture maximale du registre, et un clapet monté dans l'élément tubulaire de manière à pouvoir pivoter entre une première position correspondant à l'ouverture maximale du registre et une deuxième position correspondant à la fermeture du registre. Selon la présente invention, le clapet est formé de manière à présenter au flux d'air, lorsque le clapet est dans la deuxième position, une surface de blocage inférieure à la section transversale de l'élément tubulaire, de manière que, lorsque le clapet est dans la deuxième position, un flux d'air minimal à travers le registre soit possible en permanence. La présente invention apporte donc une solution au problème exposé plus haut en proposant un registre pour l'accès de l'air neuf à l'intérieur d'un bâtiment, qui n'est jamais fermé entièrement et qui permet ainsi de disposer en permanence d'un débit de fuite d'air neuf pour mesurer la température de l'air neuf. Grâce aux dispositions de l'invention, la température de l'air neuf est mesurée en permanence d'une part à un endroit situé hors des influences désavantageuses énoncées plus haut et d'autre part sur une masse d'air qui est vraiment celle passant par le conduit qui amène de l'air neuf à l'intérieur du bâtiment. Le principe de la présente invention peut être mis en oeuvre aussi bien dans un registre dont le clapet et l'élément tubulaire dans lequel il est monté, ont respectivement une forme et une section circulaires, que dans un registre dont l'élément tubulaire et le clapet ont respectivement une forme et une section transversale rectangulaire. Dans un cas comme dans l'autre, la section transversale du clapet est avantageusement inférieure à la section transversale de l'élément tubulaire d'au moins 5%. Pour un registre ayant un élément tubulaire et un clapet à section circulaire, le diamètre de clapet est avantageusement inférieur au diamètre de la section circulaire du conduit d'au moins 2%. La présente invention concerne également un registre ayant l'une ou l'autre des caractéristiques ci-après . - le registre comprend au moins une sonde de température destinée à être disposée à l'intérieur du registre ou immédiatement avant ou après celui-ci dans le conduit d'amenée d'air, la sonde étant reliée à un dispositif de commande permettant de commander le clapet à sa première ou à sa deuxième position ; - le registre comprend au moins deux sondes de température destinée à être disposée à immédiatement avant le registre, les sondes étant reliées à un dispositif de commande permettant de commander le clapet à sa première ou à sa deuxième position ; - le registre comprend un moteur pour faire pivoter le clapet ; - le moteur est asservi à un régulateur de positionnement du clapet. Le but de l'invention est également atteint avec un système de ventilation employant un puits canadien comprenant un registre avec l'une au moins des caractéristiques décrites ci-avant. Dans le système, la sonde ou chaque sonde est disposée dans un conduit à l'intérieur, avant ou après le 25 registre. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation représenté dans les dessins annexés. Dans ces dessins . 30 - la figure 1 rappelle schématiquement le principe de fonctionnement d'un puits canadien ; - la figure 2 représente un exemple d'installation d'un puits canadien avec un registre suivant l'invention ; 35 - la figure 3 représente, en une vue en perspective, un registre selon l'invention ; - la figure 4 représente une coupe transversale du registre de la figure 3 en état fermé ; et - la figure 5 représente schématiquement la disposition d'un registre selon l'invention dans un conduit d'amenée d'air et l'emplacement de deux sondes de température. La figure 1 rappelle schématiquement le fonctionnement d'un puits canadien. Le puits canadien est représenté par un conduit d'amenée C dans lequel passe l'air extérieur destiné à être introduit dans un bâtiment B. Le conduit C est enfoui de préférence entre 1m50 et 2m50 dans le sol pour pouvoir bénéficier d'une température du sol relativement stable durant toute l'année. Le principe du puits canadien consistant à établir un échange thermique entre le sol et l'air extérieur passant par le conduit d'amenée C, on obtient ainsi un préchauffage de l'air extérieur en hiver et un rafraîchissement de l'air en été. En effet, à deux mètres de profondeur, la température du sol se situe par exemple en hiver entre 4 et 7°C. Ainsi, dans le cas d'une température extérieure en hiver de moins 10°C, l'air extérieur sera réchauffé à une température de + 2°C à l'entrée dans le bâtiment. Un tel préchauffage permet une économie de chauffage pouvant aller jusqu'à 15% suivant les régions où le puits canadien a été installé. En même temps, le puits canadien permet de maintenir hors gel le bâtiment B parce que le chauffage est arrêté. Pour bénéficier de cette assurance, le puits canadien est couplé avantageusement à un système de ventilation double flux avec échangeur représenté schématiquement sur la figure 2. En été, cette même installation bénéficie d'une température du sol de l'ordre de 15°C à deux mètres de profondeur. Dans le cas d'une température extérieure de +30°C, l'air extérieur est refroidi dans le conduit d'amenée C et est introduit dans le bâtiment B à une température d'environ 24°C. Cette installation permet donc d'obtenir un rafraîchissement de l'air ambiant sans avoir recours à un système de climatisation. En mi-saison, la température du sol est généralement inférieure à la température extérieure. Il est alors plus intéressant de faire entrer l'air extérieur directement dans le bâtiment B sans passer par le puits canadien C. L'alternance entre une introduction d'air directe et une introduction par le puits canadien est assurée par un système de clapets D, R qui sont motorisés et asservis à des sondes de température. La figure 2 représente l'installation d'un puits canadien ensemble avec un système de ventilation double flux avec échangeur thermique. L'air extérieur entre dans le conduit d'amenée C par une entrée d'air E et passe par un premier clapet D lorsque celui-ci est en position ouverte avant d'arriver dans un système de ventilation V double flux avec échangeur. L'air sort alors du système de ventilation vers l'intérieur du bâtiment B par une sortie V1. L'air ambiant de l'intérieur du bâtiment B est ensuite aspiré par le système de ventilation et éconduit par un conduit de sortie F duquel l'air sort vers l'extérieur du bâtiment B par une sortie S. Lorsque la température du sol et l'air extérieur présentent des températures correspondant à une mi- saison, le clapet D sera mis en position de fermeture et l'air extérieur est introduit dans le bâtiment B par un second conduit d'amenée C2 reliant une prise d'air P installée sur une des façades du bâtiment B et qui est reliée par le conduit d'amenée C2 à un registre R selon l'invention. L'air extérieur passe par le registre A et est introduit dans le système de ventilation V. La figure 3 représente un registre selon l'invention. Ce registre comprend un élément tubulaire 1 conformé pour être monté dans un conduit d'amenée d'air C2. L'élément tubulaire 1 est muni d'un clapet 2 monté pivotant autour d'un axe diamétral 3 relié à un moteur électrique 4 et dans lequel le clapet 2 peut pivoter entre une première position correspondant à une ouverture maximale du registre et une deuxième position correspondant à la fermeture du registre. Le conduit tubulaire 1 présente une section transversale définissant l'ouverture maximale du registre. L'élément tubulaire 1 représenté sur la figure 3 ayant une section transversale circulaire, la dimension de celle-ci est déterminée par un premier diamètre R1. De manière analogue, le clapet 2 à une surface de blocage circulaire déterminée par un second diamètre R2. Le moteur 4 est relié électriquement à un dispositif de commande par un bloc de commutation 5 donnant la possibilité de faire fonctionner le registre automatiquement avec un régulateur, c'est-à-dire par asservissement des sondes de température, ou manuellement. La figure 4 représente le clapet 2 en position de fermeture à l'intérieur de l'élément tubulaire 1. Cette figure représente également le rapport de dimension entre le premier diamètre de l'élément tubulaire 1 et le second diamètre du clapet 2. En effet, conformément à l'invention la surface du clapet 2 et donc son second diamètre R2 est inférieur à la section transversale de l'élément tubulaire 1 et donc au premier diamètre R1 de l'élément tubulaire 1. Le rapport entre les deux diamètres est choisi de manière que lorsque le clapet 2 est dans sa deuxième position, c'est-à-dire dans sa position de fermeture complète, un flux d'air minimal puisse traverser le registre en permanence. Avantageusement, le second diamètre R2 correspond à environ 98% du premier diamètre R1. La figure 5 représente le registre R par extrait dans un conduit d'amenée d'air C2. Afin de pouvoir mesurer la température de l'air passant en permanence par le registre R, deux sondes de température T1, T2, reliées au boîtier de commande 5, sont installées dans le conduit d'amenée C2 en amont par rapport au registre R1. De préférence le registre R est installé dans le conduit d'amenée C2 à une distance d'environ 2M de la prise d'air afin que les deux sondes de température T1, T2 puissent être installées dans une zone où l'air extérieur a déjà atteint une température stable et, plus particulièrement, où la température de l'air entrant ne dépend plus de fluctuations momentanées ayant pour origine des effets d'ensoleillement ou de vitesse élevée de l'air. Avantageusement, les deux sondes de températures permettent de commander la fermeture du volet à la mi saison selon un seuil de température d'air neuf admis dans le registre à proximité du volet typiquement quand cette température est comprise entre deux seuils, à savoir 16°C et 24°C. Ces valeurs peuvent être définies en usine ou, comme dans le mode de réalisation représenté, réglable par des boutons BT sur le bloc de commutation 5. REVENDICATIONS1. Registre pour la gestion d'un puits canadien, comprenant un élément tubulaire (1) destiné à être monté dans un conduit d'amenée d'air (C2) et ayant une section transversale définissant l'ouverture maximale du registre, et un clapet (2) monté dans l'élément tubulaire (1) de manière à pouvoir pivoter entre une première position correspondant à l'ouverte maximale du registre et une deuxième position correspondant à la fermeture du registre, caractérisé en ce que le clapet est formé de manière à présenter au flux d'air, lorsque le clapet est dans la deuxième position, une surface de blocage inférieure à la section transversale du clapet (2), de manière que lorsque le clapet (2) est dans la deuxième position, un flux d'air minimal à travers le registre soit possible en permanence. 2. Registre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (1) et le clapet (2) ont des sections circulaires respectivement avec un premier (R1) et un second (R2) diamètres et en ce que le second diamètre (R2) est inférieur au premier diamètre (R1) d'au moins 2 %. 3. Registre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément tubulaire (1) et le clapet (2) ont des sections rectangulaires et en ce que la section transversale du clapet (2) est inférieure à la section transversale de l'élément tubulaire (1) d'au moins 5 %. 4. Registre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une sonde de température (Ti, T2) destinée à être disposée à l'intérieur du registre ou immédiatement avant ou après celui-ci dans le conduit d'amenée d'air (C2), lasonde étant reliée à un dispositif de commande permettant de commander le clapet à sa première ou à sa deuxième position. 5. Registre selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux sondes de température (T1, T2) destinée à être disposée en amont par rapport au registre, les sondes étant reliées à un dispositif de commande permettant de commander le clapet à sa première ou à sa deuxième position. 6. Registre selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un 15 moteur (4) pour faire pivoter le clapet (2). 7. Registre selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moteur (4) est asservi à un régulateur de positionnement du clapet (2). 8. Système de ventilation employant un puits canadien, caractérisé en ce qu'il comprend un registre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7. 25 9. Système de ventilation employant un puits canadien, caractérisé en ce qu'il comprend un registre selon l'un quelconque des revendications 1 à 4 et en ce que la sonde ou chaque sonde est disposée dans un conduit à l'intérieur, avant ou après le registre. 20 30