Brevet FR2978234A1 — publié le 20130125

BLOC DE DISTRIBUTION D'AIR DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine des dispositifs de ventilation mécanique et notamment aux adaptations permettant d'obtenir la meilleure adéquation entre un dispositif de ventilation mécanique et un dispositif de traitement thermique de l'air. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Il existe de nombreux dispositifs de récupération de chaleur (cheminée, insert...). L'air chaud est capté et un réseau de conduits dédiés distribue l'air dans les pièces principales. Généralement, ces dispositifs assurent la recirculation de l'air dans la pièce où est installé l'émetteur de chaleur. Les dispositifs existants de distribution d'air chaud permettent de récupérer l'air chauffé par échange thermique par exemple dans une hotte entourant les parois d'un appareil "insert" utilisant le bois comme combustible. L'air chaud est ensuite véhiculé par un réseau de conduits de distribution desservant une ou plusieurs pièces. la distribution se fait soit par convection naturelle, soit par convection forcée. Dans ce dernier cas, l'air frais peut être propulsé par une turbine située en amont ou en aval du dispositif, sur le réseau de distribution d'air. Ces conduits de distribution sont spécifiques et ne gèrent pas les débits de ventilation hygiénique, ventilation obligatoire dans les logements. Aussi, il est nécessaire de disposer d'un complément de ventilation définissant la présence de deux réseaux distincts de conduits dédiés dont la mise en place se heurte à de nombreuses difficultés telles celles citées ci-après, à savoir . - l'encombrement, - 2 - le passage autorisé des conduits, - le croisement des conduits, - la présence de deux bouches de soufflage par pièce, - etc... Il existe dans l'art antérieur un bloc de distribution et/ou de mélange d'air pour une installation de climatisation réversible air/air à détente directe de type "gainable" décrit par le brevet FR 2839143 au nom de la demanderesse. Ce bloc de distribution d'air pour un dispositif de climatisation réversible relié audit dispositif en aval des moyens de soufflage de l'unité intérieure de l'installation de climatisation comporte au moins un module de distribution d'air permettant la distribution dans une pièce ou un groupe de pièces du bâtiment correspondant audit module : - d'air traité thermiquement par l'unité intérieure, dont la quantité et la température sont déterminées et modulables grâce à une vanne reliée à un thermostat situé dans ladite pièce ou groupe de pièces, et simultanément - d'air neuf pris à l'extérieur du bâtiment, dans une quantité déterminée et modulable indépendamment de l'air traité thermiquement. Pour ce faire, ledit bloc comprend des arrivées d'air contrôlées par des vannes afin : - d'équilibrer à l'intérieur d'une chambre dudit bloc, le mélange à réaliser lorsqu'un mélange doit être réalisé, et - de fermer les voies de communication entre les deux flux d'air lorsque seul l'air neuf doit être distribué. Bien qu'une telle solution permette, dans une application où l'unité de traitement thermique est une installation de climatisation réversible, de n'exploiter qu'un seul réseau de distribution en aval du bloc de distribution. La gestion du mélange à l'intérieur du bloc requiert une pluralité de vannes avec leur système de commandes ainsi que des volumes intérieurs particulièrement complexes. Il existe également dans l'art antérieur, un 5 10 15 20 25 30 35 - 3 - dispositif de ventilation et de chauffage aéraulique de locaux décrit dans le document FR 2899319 au nom de la demanderesse. Ce Dispositif comprend un caisson définissant une chambre intérieure et comportant un orifice d'entrée d'air neuf de ventilation, un orifice d'entrée d'air recyclé et des orifices d'insufflation de l'air contenu dans la chambre intérieure, orifices destinés à être reliés chacun à une pièce de séjour du local. Des unités de traitement thermique de l'air sont associées chacune à un orifice d'insufflation et sont commandées indépendamment les unes des autres en fonction de la température de consigne de la pièce de séjour correspondante. Le procédé consiste à amener de l'air recyclé dans la chambre intérieure seulement si cela est nécessaire pour atteindre la température de consigne dans une pièce de séjour et à traiter thermiquement l'air neuf de ventilation et, le cas échéant, l'air recyclé, indépendamment pièce par pièce. Cette solution qui assure la possibilité de sélectionner précisément les unités de traitement thermique devant fonctionner selon la température de consigné, requiert un système de commande élaboré. De plus, il définit que le mélange des différents flux d'air s'effectue avant le passage par les unités de traitement thermique. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à apporter une solution d'exploitation d'un seul réseau de distribution pour la ventilation et pour l'air chauffé issu d'un dispositif de récupération de chaleur sans la complexité des dispositifs et procédés de l'art antérieur. Ces recherches ont abouti à la conception d'un bloc de distribution particulièrement novateur permettant de non seulement de répondre aux objectifs concernant des dispositifs de récupération de chaleur mais également - 4 d'être adapté à une application plus large en étant lié à une unité de traitement thermique disposé en amont susceptible de réaliser le chauffage et/ou le refroidissement de l'air. De plus, la solution de bloc envisagée permet d'adapter les blocs existants de distribution pour respecter les caractéristiques de l'invention. Ce bloc de distribution pour ventilation et traitement thermique aéraulique de locaux ou d'un local composé d'une pluralité de pièces comprend un caisson comprenant . - une pluralité d'orifices d'entrée d'air dont un est destiné à l'air neuf proposé par une ventilation située en amont, et dont un autre est relié à une source de chaleur et/ou de réfrigération située en amont; - une pluralité d'orifices d'insufflation de l'air passant par ledit caisson, destinés à être reliés chacun à une pièce du local. Ce caisson est remarquable en ce qu'il est compartimenté au moyen d'au moins une cloison de façon à définir une pluralité de chambres intérieures avec lesquelles : - communiquent séparément les orifices d'entrée d'air, un orifice étant dédié à une chambre, - communiquent simultanément les orifices d'insufflation. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet, par un dispositif très simple, d'utiliser le réseau de ventilation existant sans modifier les débits d'air hygiéniques par pièce pour distribuer un flux d'air supplémentaire traité thermiquement. Ainsi, selon une caractéristique particulièrement avantageuse, la ventilation est mise en oeuvre par une installation de ventilation mécanique à double flux. Le bloc de distribution de l'invention évite donc de doubler les réseaux. Le cloisonnement proposé permet de répartir l'air - 5 traité thermiquement dans les pièces choisies et de conserver la même quantité d'air neuf dans toutes les pièces y compris celles qui ne sont pas desservies par le débit complémentaire d'air traité thermiquement. En effet, le cloisonnement et le fait de dédier une arrivée d'air à chaque chambre alors que les sorties sont reliées à toutes les chambres, permettent d'amener l'air neuf en permanence en desservant uniquement une des chambres intérieures et d'amener l'air traité thermiquement dans une autre chambre. Ces différentes chambres intérieures ou compartiments desservant ensuite des piquages ou sorties alimentant les pièces et notamment les pièces principales, toutes les chambres intérieures débouchant dans chaque piquage. Une seule bouche de soufflage est alors nécessaire par pièce. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse, ledit caisson comprend une pluralité de parois définissant un volume intérieur divisé en deux chambres intérieures au moyen d'une cloison transversale, un orifice d'entrée traversant les parois pour déboucher séparément dans chaque chambre intérieure, les orifices d'insufflation traversant les parois pour déboucher dans les deux chambres intérieures. Cette configuration en deux chambres permet de répondre à l'application la plus courante à savoir la gestion et la distribution de deux flux d'air, un flux d'air de ventilation et un flux d'air traité thermiquement sans perturber le débit d'air neuf hygiénique réglementaire conformément aux objectifs de l'invention. Cette division en deux chambres intérieures par un cloisonnement est également facilement mise en oeuvre pour adapter un bloc de distribution existant qui requiert la présence de ladite cloison et l'obturation partielle des entrées d'air afin de les dédier à une seule chambre intérieure. - 6 - La source de chaleur et/ou de réfrigération peut être passive ou active. Des exemples sont décrits ci-dessous. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la source de chaleur et/ou de réfrigération est une installation de climatisation réversible. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la source de chaleur et/ou de réfrigération est une installation de récupération de 10 chaleur à savoir d'air chaud récupéré dans un insert, une cheminée, autour d'un poêle, etc.... Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, la source de chaleur et/ou de réfrigération est l'air chaud ou l'air frais récupéré dans au moins une pièce du local. Ainsi, l'air d'une véranda peut être de par son exposition privilégiée, la source de chaleur. De même, du fait de la stratification des couches d'air selon la température une bouche d'entrée d'air située en partie haute d'une pièce peut constituer la source de chaleur. Afin de ne pas chauffer ou assurer l'influx d'air traité thermiquement dans certaines pièces, le bloc de distribution est avantageusement équipé de bouchons d'obturation de la partie de l'orifice d'insufflation communiquant avec la chambre intérieure accueillant l'air traité thermiquement. Le bloc de l'invention permet ainsi de répartir l'air chaud ou réfrigéré dans les pièces prédéterminées. Selon une autre caractéristique particulièrement 30 avantageuse de l'invention, ledit bloc est associé à un clapet anti-retour évitant à l'air de repartir par l'orifice d'entrée qui ne serait pas exploité. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus 35 élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la 15 20 25 - 7 description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes de réalisation d'un bloc de distribution conformes à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est un dessin schématique d'un réseau de ventilation et de distribution exploitant le bloc de l'invention; La figure 2 est un dessin schématique d'une vue en 10 perspective extérieure d'un mode de réalisation d'un bloc conforme à l'invention; La figure 3 est un dessin schématique d'une vue en perspective de l'intérieur du bloc de la figure 2; La figure 4 est un schéma de principe d'une vue en 15 coupe dans lequel les deux entrées du bloc de la figure 2 ont été ramenées dans le même plan de coupe; La figure 5 reprend le même schéma que la figure 4 avec une sortie obturée partiellement. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS 20 Tel qu'illustré sur le dessin de la figure 1, le bloc de distribution référencé B dans son ensemble est installé en amont d'un dispositif de ventilation comprenant une installation de ventilation à double flux 100 et une installation de récupération de chaleur 200. Comme 25 illustrée, ladite installation de ventilation 100 comprend des entrées et des sorties d'air, un groupe moteur 110 ainsi qu'un échangeur 120 en sortie duquel une conduite 130 amène l'air de ventilation à une entrée 310 du bloc B. Ladite installation de récupération de chaleur 200 30 consiste en une grille 210 insérée dans le plafond d'une pièce 220 dans laquelle se trouve un poêle 230. Ladite grille 210 amène au moyen d'une conduite 240 l'air chaud à la deuxième entrée 320 du bloc B. Un ventilateur de recyclage 250 assure le déplacement 35 de l'air de la grille jusqu'au bloc B de distribution. De plus, un clapet anti-retour 260 évite à l'air passant par 5 15 20 25 30 35 -8- le bloc B de repartir par l'orifice d'entrée 320 qui ne serait pas exploité. Le bloc de distribution B est ménagé de cinq piquages ou sorties 330 assurant la distribution des flux d'air reçus dans les pièces des locaux concernés au moyen de conduites 340. Ainsi, un seul bloc et un seul réseau de distribution assurent la distribution de l'air issu de deux installations dont une a pour fonction la ventilation hygiénique alors que l'autre a pour fonction l'exploitation de la chaleur récupérée. Conformément à l'invention afin que le flux d'air issu d'une installation ne soit pas influencé par le flux d'air issu de l'autre installation tout en garantissant le partage du réseau de distribution, le bloc de distribution est avantageusement cloisonné en deux chambres intérieures de sorte que les flux ne peuvent se rencontrer qu'en sortie de bloc c'est à dire en début de conduite 330. Ce cloisonnement est mis en oeuvre de façon particulièrement judicieuse comme illustré sur les dessins des figures 2, 4 et 5. Selon le mode de réalisation illustré, ledit bloc comprend un caisson 300 formé d'une pluralité de parois latérales 350 et de deux parois horizontales 360 et 370 formant le fond et le haut d'un volume intérieur divisé en deux chambres intérieures chl et ch2 au moyen d'une cloison transversale 380 parallèle aux parois horizontales 360 et 370. Les orifices d'entrée sont positionnés et dimensionnés de sorte qu'un premier orifice d'entrée 310 traverse les parois 350 pour déboucher dans la seule chambre chl alors que le deuxième orifice d'entrée 320 traverse les parois 350 pour déboucher dans la seule chambre ch2. A contrario et conformément à l'invention, les orifices d'insufflation 330 traversent les parois 350 et sont positionnés et dimensionnés pour déboucher à cheval 10 15 20 25 30 - 9 - sur les deux chambres intérieures chl et ch2, c'est à dire dans une position où le plan défini par la cloison 380 traverse l'orifice de sortie. Comme illustrées, les deux chambres ne communiquent pas jusqu'aux orifices de sortie 330. La figure 3 illustre un mode de réalisation où l'invention s'applique à un bloc B' déjà existant et où la cloison 380 est préformée pour tenir compte des unités de traitement thermique dédiées associées à chaque orifice de sortie 330. Il apparaît que les orifices d'entrée font également l'objet d'une adaptation (rétrécissement) de façon à ne permettre leur communication qu'avec une des deux chambres créées par la présence de la cloison 380. Comme illustré sur le dessin de la figure 5, afin d'empêcher le passage de 1 'air d'une des chambres dans la conduite et permettre ainsi une distribution sélective, le bloc B est avantageusement équipé d'un ou plusieurs bouchons d'obturation (dont un 331 est illustré) de la partie d'orifice d'insufflation 330 communiquant avec la chambre concernée ici la chambre intérieure ch2 accueillant l'air traité thermiquement de par l'entrée 320. On comprend que le bloc, qui vient d'être ci-dessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 35 10 15 20 25 30 35 REVENDICATIONS1. Bloc de distribution (B) pour ventilation et traitement thermique aéraulique d'un local composé d'une pluralité de pièces, ledit bloc (B) comprenant un caisson (300) comprenant - une pluralité d'orifices d'entrée d'air (310 et 320) dont un (310) est destiné à l'air neuf proposé par une ventilation (100) située en amont, et dont un autre (320) est relié à une source de chaleur et/ou de réfrigération (200) située en amont; - une pluralité d'orifices d'insufflation (330) de l'air passant par ledit caisson, destinés à être reliés chacun à une pièce du local, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit caisson (300) est compartimenté au moyen d'au moins une cloison (380) de façon à définir une pluralité de chambres intérieures (chl, ch2) avec lesquelles : - communiquent séparément les orifices d'entrée d'air (310 et 320), un orifice étant dédié à une chambre, - communiquent simultanément les orifices d'insufflation (330). 2. Bloc (B) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit caisson (300) comprend une pluralité de parois (350) définissant un volume intérieur divisé en deux chambres intérieures (chl, ch2) au moyen d'une cloison transversale (380), un orifice d'entrée (310, 320) traversant les parois (350) pour déboucher séparément dans chaque chambre intérieure (chl, ch2), les orifices d'insufflation (330) traversant les parois (350) pour déboucher dans les deux chambres intérieures (chl, ch2). 3. Bloc (B) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la source de chaleur et/ou de réfrigération est une installation de climatisation réversible. 4. Bloc (B) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la source de chaleur et/ou de réfrigération (200) est une installation de récupération de chaleur à- 11 - savoir d'air chaud récupéré dans un insert, une cheminée, autour d'un poêle, etc.... 5. Bloc (B) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la source de chaleur et/ou de réfrigération est l'air chaud ou l'air frais récupéré dans au moins une pièce du local. 6. Bloc (B) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la ventilation est mise en oeuvre par une installation de ventilation mécanique à double flux (100). 7. Bloc (B) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il est équipé d'au moins un bouchon d'obturation (331) de la partie d'orifice d'insufflation (330) communiquant avec la chambre intérieure (ch2) accueillant l'air traité thermiquement. 8. Bloc (B) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QU'il est associé à un clapet anti-retour (260) évitant à l'air de repartir par l'orifice d'entrée (320) qui ne serait pas exploité. 25 30 35