Brevet FR2989761A1 — publié le 20131025

« Système et installation de régulation d'air dans une pièce et pièce équipée d'un tel système et/ou d'une telle installation » La présente invention concerne un système de régulation d'air dans une pièce. Elle concerne également une installation de régulation d'air dans au moins une pièce comprenant un tel système et une pièce équipée d'une telle installation. Le domaine de l'invention est le domaine de la régulation d'air dans 10 une pièce, une partie d'une pièce partiellement fermée, et plus particulièrement le domaine de la régulation d'air dans une pièce de laboratoire, un centre de données, ou dans une salle blanche. Etat de la technique 15 Actuellement, il existe de nombreux systèmes de régulation d'air dans une pièce. Ces systèmes permettent de traiter l'air dans une pièce notamment en vue d'y contrôler la qualité de l'air, et plus particulièrement le taux d'hygrométrie de l'air ou le taux de renouvellement de l'air, la température de l'air dans la pièce, ainsi que la pression dans la pièce en vue 20 d'y appliquer une dépression ou une surpression selon les besoins. Or, les systèmes actuels mettent généralement en oeuvre des régulateurs séparés pour réaliser le contrôle de chacun de ces paramètres. Ainsi, un régulateur dédié à la température est utilisé pour réaliser le contrôle de la température en commandant le fonctionnement de moyens 25 d'ajustement de la température, un autre régulateur est dédié au contrôle de la pression en commandant le fonctionnement de moyens d'ajustement de la pression, et un troisième régulateur est dédié au contrôle de la qualité de l'air en commandant le fonctionnement de moyens d'ajustement de la qualité de l'air. 30 Cependant l'utilisateur d'un régulateur dédié au contrôle de chacun de ces paramètres est un inconvénient majeur. En effet, l'utilisateur de plusieurs régulateurs augmente le coût des systèmes de régulation d'air. Par ailleurs, l'utilisateur de plusieurs régulateurs augmente également le coût lié à l'installation de ces systèmes ainsi que le temps nécessaire pour installer -2 ces équipements. En outre, l'installation d'un régulateur dédié au contrôle de chacun des paramètres nécessite le passage d'une multitude de câbles de communication avec ces régulateurs et d'alimentation de ces régulateurs ce qui n'est pas toujours possible et pose des difficultés de réalisation. Un but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. Un autre but de l'invention est de proposer un système de régulation d'air dans une pièce moins coûteux. Un autre but de l'invention est de proposer un système de régulation d'air dans une pièce plus simple à installer tout en diminuant le coût d'installation et le temps d'installation. Exposé de l'invention L'invention permet d'atteindre ces buts par un système de régulation d'air dans une pièce ou une partie d'une pièce partiellement fermée, telle qu'une allée, un couloir, ou une zone d'une pièce, non délimitée ou partiellement délimitée, ledit système comprenant : - au moins un moyen d'ajustement de la pression dans ladite pièce, - au moins un moyen d'ajustement de la température dans ladite pièce, et - au moins un moyen d'ajustement de l'hygrométrie dans ladite pièce ; caractérisé en ce que lesdits moyens sont commandés par un régulateur unique. Le système selon l'invention permet par un régulateur unique de contrôler des moyens d'ajustement de plusieurs paramètres liés à l'air dans une pièce, à savoir la pression, la température et l'hygrométrie. Le système selon l'invention présente donc un coût plus faible comparé aux systèmes de régulation d'air actuels qui comprennent plusieurs régulateurs pour le contrôle de plusieurs paramètres. Par ailleurs, le système selon l'invention ne nécessite l'installation que d'un seul régulateur pour contrôler plusieurs paramètres. Le système selon l'invention est par conséquent plus simple et moins coûteux à installer que -3 les systèmes de l'état de la technique qui nécessitent l'installation de plusieurs régulateurs. Avantageusement, le système selon l'invention peut en outre comprendre au moins un moyen d'ajustement d'un taux de brassage d'air dans la pièce, et plus particulièrement d'un débit d'air extrait dans la pièce et/ou d'un débit d'air soufflé dans la pièce, ledit moyen d'ajustement du taux de brassage d'air dans la pièce étant également commandé par le régulateur unique. Dans un exemple de réalisation, l'au moins un moyen de régulation du taux de brassage d'air dans la pièce peut être, au moins en partie, l'au moins un moyen d'ajustement de l'hygrométrie et/ou l'au moins un moyen d'ajustement de la pression. Avantageusement, le régulateur unique peut se présenter sous la forme d'un ensemble monobloc. Ainsi, le système selon l'invention est encore plus simple à installer et permet une maintenance plus aisée puisqu'il sera plus simple de remplacer le régulateur monobloc en cas de défaillance. Avantageusement, le système selon l'invention peut en outre comprendre : - une sonde hygrométrique fournissant audit régulateur unique des données relatives à l'hygrométrie dans la pièce, - une sonde de température fournissant audit régulateur unique des données relatives à la température dans la pièce, et - au moins une sonde de pression fournissant audit régulateur unique des données relatives à la pression dans la pièce ; le régulateur unique comportant au moins trois entrées, dites de mesure, dédiées à chacune desdites sondes pour recevoir des données depuis 30 chacune desdites sondes. -4 Le système selon l'invention peut en outre comprendre au moins un moyen de mesure d'un taux de brassage d'air dans la pièce, par exemple un débit d'air extrait de la pièce et/ou un débit d'air soufflé dans la pièce. Un tel moyen peut être un registre de débit d'air et/ou un régulateur à débit variable installé(s) sur un circuit d'amenée d'air dans la pièce ou sur un circuit d'extraction d'air de la pièce et fournissant une valeur relative au débit d'air soufflé ou extrait de la pièce. Un tel registre de débit d'air et/ou régulateur à débit variable peut être utilisé par ailleurs pour réaliser simultanément ou à la place une régulation d'un autre paramètre dans la pièce, tel que par exemple l'hygrométrie ou la pression. Dans un mode de réalisation préféré, l'au moins un moyen de régulation du taux de brassage dans la pièce est l'au moins un moyen de mesure du taux de brassage. Ainsi, un registre de débit d'air et/ou régulateur à débit variable peut être à la fois utilisé pour déterminer une valeur relative au taux de brassage, par exemple un débit d'air, et également pour réguler le taux de brassage d'air dans la pièce, par exemple en modifiant un débit d'air soufflé dans la pièce ou un débit d'air extrait de la pièce. Ainsi, selon l'invention, un seul régulateur unique permet de recevoir des données de mesure relatives à chacun des paramètres ci-dessus et ainsi de commander les moyens d'ajustement de chacun de ces paramètres. Dans un mode de réalisation la sonde de température peut être disposée dans un circuit d'extraction d'air de la pièce, en aval d'une ouverture d'extraction. Dans un autre mode de réalisation, la sonde de température peut être disposée dans la pièce. Dans une version préférée, le régulateur unique peut comporter au moins trois sorties, dites de commande, chacune des sorties étant associée à un moyen d'ajustement. -5 Ainsi, une sortie de commande peut être associée au moyen d'ajustement de la température, une sortie de commande peut être associée au moyen d'ajustement de la pression, au moins une sortie de commande être associée au moyen d'ajustement de l'hygrométrie et au moins une sortie de commande peut être associé au moyen d'ajustement du taux de brassage d'air dans la pièce. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la sonde de pression peut être intégrée dans le régulateur unique. Avantageusement, la sonde de pression peut comprendre au moins deux entrées : - l'une desdites entrées réalisant une prise de pression dans la pièce, et - l'autre desdites entrées réalisant une prise de pression, dite de référence, à un emplacement, dit de référence, par exemple extérieur à la pièce, encore plus particulièrement la pression atmosphérique extérieure ; les données relatives à la pression dans la pièce comprenant alors une donnée relative à la différence de pression entre lesdites deux entrées de prise de pression. Selon l'invention, le moyen d'ajustement de la température peut comprendre au moins une batterie thermique agencée pour modifier la température de l'air soufflé dans la pièce telle que par exemple une batterie eau chaude/eau froide, une batterie électrique, etc. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la batterie peut être contrôlée en PID, c'est-à-dire de manière proportionnelle au besoin thermique (en froid ou en chaud) pour atteindre une consigne de température. Dans un autre mode de réalisation particulier, la batterie peut être contrôlée en fonctionnement, c'est-à-dire que le régulateur démarre la batterie, puis mesure la température à une fréquence donnée et arrête la -6 batterie lorsque la température dans la pièce correspond à une consigne de température préalablement renseignée par l'utilisateur. La batterie peut avantageusement être positionnée dans un circuit d'amenée d'air pour modifier la température de l'air soufflé dans la pièce en amont d'une ouverture de soufflage d'air dans la pièce. La batterie peut également être positionnée dans la pièce. Le moyen d'ajustement de la pression peut comprendre un registre de régulation de débit d'air, par exemple un débit d'air extrait de la pièce et/ou un débit d'air soufflé dans la pièce. Dans un mode de réalisation préférée de l'invention, le registre peut être commandé en PID, c'est-à-dire de manière proportionnelle au besoin en pression ou en dépression dans la pièce. Le registre de débit d'air peut avantageusement être positionné : - en aval d'une ouverture d'extraction d'air pour modifier le débit d'air extrait de la pièce, sur un circuit d'extraction d'air, ou - en amont d'une ouverture de soufflage d'air pour modifier le débit d'air soufflé dans la pièce, sur un circuit d'amenée d'air. Le moyen d'ajustement de l'hygrométrie de l'air dans la pièce peut comprendre un régulateur de débit variable de l'air soufflé dans la pièce. Le régulateur de débit variable de l'air soufflé dans la pièce peut avantageusement être positionné : - en amont d'une ouverture de soufflage d'air dans la pièce pour modifier le débit d'air soufflé de la pièce, sur un circuit d'amenée d'air dans la pièce, ou - en aval d'une ouverture d'extraction d'air de la pièce pour modifier le débit d'air extrait de la pièce, sur un circuit d'extraction d'air de la pièce. Dans un mode de réalisation préféré, le régulateur à débit variable peut être également au moins en partie le moyen d'ajustement du taux de brassage. Dans ce cas, une unique sortie de commande du régulateur -7 unique est utilisée pour réguler à la fois l'hygrométrie et le taux de brassage. Dans un mode de réalisation particulier, le régulateur unique peut déterminer une consigne de débit d'air soufflé dans la pièce ou d'air extrait de la pièce et transmettre cette consigne au régulateur de débit variable. Ce régulateur mesure le débit actuel et modifie son propre fonctionnement pour atteindre le débit de consigne. Le régulateur unique peut en outre comporter au moins une entrée et une sortie, dites de communication, pour échanger des données avec un dispositif distant au travers d'un réseau filaire ou sans fil. Ainsi, il est possible d'envoyer des consignes de température, d'hygrométrie, de pression et/ou de débit depuis un dispositif distant. Il est également possible de consigner et de mémoriser toutes les opérations réalisées par le régulateur unique et toutes les mesures réalisées dans la pièce sur un appareil distant. Selon l'invention, le système peut en outre comprendre au moins un moyen de saisie d'au moins une consigne de température, et/ou une consigne d'hygrométrie et/ou une consigne de pression et/ou une consigne de taux de brassage d'air, tel que par exemple une consigne de débit. Ce ou ces moyens de saisie peuvent être installés dans la pièce ou à un emplacement distant et sont reliés au régulateur unique. Le régulateur unique peut en outre comprendre des moyens de mémorisation d'au moins une consigne en association avec au moins une période temporelle. Le régulateur peut ainsi comprendre plusieurs jeux de consignes de température, d'hygrométrie, de pression et/ou de taux de brassage, tel que par exemple de débit d'air, en association avec une période temporelle et modifier la régulation de l'air dans la pièce pour atteindre les consignes associées à chaque période temporelle. _8 Selon un autre aspect de l'invention il est proposé une installation de régulation d'air dans au moins une pièce, ladite installation comprenant : - un système de régulation selon l'invention, - une centrale de traitement d'air, - un circuit d'amenée d'air dans ladite pièce connecté à ladite centrale de traitement d'air, et - un circuit d'extraction d'air depuis ladite pièce. Ainsi, l'installation peut comprendre autant de systèmes selon l'invention que de pièces, chaque système réalisant la régulation de l'air dans la pièce à laquelle il est associé. L'installation selon l'invention peut en outre comprendre un réseau filaire ou sans fil pour relier chaque régulateur unique de chaque système de régulation à un appareil distant. Selon encore un autre aspect de l'invention il est proposé une pièce, notamment de laboratoire ou de salle blanche, équipée d'un système de régulation selon l'invention et/ou une installation de régulation selon l'invention. D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels LA FIGURE 1 est une représentation schématique d'un système selon l'invention ; et LA FIGURE 2 est une représentation schématique d'une installation selon l'invention. Il est bien entendu que les modes de réalisation qui seront décrits dans la suite ne sont nullement limitatifs. On pourra notamment imaginer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un -9 avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à de l'état de la technique antérieur. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des détails structurels si c'est cette partie qui est uniquement suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur. Sur les figures les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence. La FIGURE 1 est une représentation schématique d'un système de régulation d'air dans une pièce. Le système 100 représenté sur la figure 1 permet de réaliser une régulation d'air dans une pièce 102. Le système 100 comprend un régulateur unique 104 se présentant sous la forme d'un ensemble monobloc. Le régulateur unique comporte plusieurs entrées de mesure. Une première entrée de mesure est reliée à une sonde 106 de mesure de l'hygrométrie. Le régulateur unique 104 comporte une sonde de pression différentielle. Cette sonde de pression différentielle comporte deux entrées de mesures et permet de mesurer une différence de pression entre la pièce 102 et une référence au moyen de deux prises de pression, l'une 108 disposée dans la pièce et l'autre 110 dans l'environnement de référence, qui peut par exemple être à la pression atmosphérique. Une troisième entrée de mesure est reliée à une sonde 112 de mesure de la température. Une quatrième entrée est reliée à un régulateur à débit variable 114 pour acquérir en temps réel la valeur de débit d'air passant dans le registre dudit régulateur à débit variable 114. Le régulateur unique 104 comporte en outre trois sorties de commande. Une première sortie de commande est reliée au régulateur à débit variable 114 permettant de réguler le débit d'air soufflé dans la pièce 102 en fonction d'une consigne de débit. Une deuxième sortie de commande - 10 - est reliée à un registre 116 de débit d'air extrait de la pièce 102 et permettant d'ajuster le débit d'air extrait de la pièce 102. Une troisième sortie de commande est reliée à une batterie 118 de température permettant de traiter thermiquement l'air soufflé dans la pièce 102. L'air soufflé dans la pièce 102 est transporté jusqu'à la pièce par un circuit 120 d'amenée d'air qui débouche dans la pièce 102 par une ouverture 122 de soufflage. La batterie de température 118 est disposée sur/dans ce circuit d'amenée d'air 120. L'air extrait de la pièce 102 est aspiré par une ouverture 124 d'évacuation et est transporté par un circuit 126 d'évacuation d'air. La sonde de température 112 et le registre 116 de débit d'air extrait sont disposés dans ce circuit d'évacuation d'air 126. Le régulateur unique 104 est en outre relié à un réseau filaire 128 permettant au régulateur de communiquer avec un dispositif distant. Pour 15 cela le régulateur unique comporte une entrée et une sortie de communication pour respectivement recevoir et envoyer des données. Le régulateur unique 104 comprend en outre des moyens de mémorisation (non représentés) pour mémoriser des consignes de température, d'hygrométrie, de pression et/ou de débit, et associées ou non 20 à des périodes temporelles. Le régulateur à débit variable 114 comprend une sonde 130 mesurant le débit d'air soufflé dans la pièce 102, et plus particulièrement le débit d'air dans le circuit d'amenée d'air 120 et un servomoteur 132 permettant de modifier ce débit en ajustant l'ouverture d'un clapet 134 inséré dans le 25 circuit d'amenée d'air 120. Ainsi, le régulateur unique 104 détermine une consigne de débit d'air soufflé dans la pièce 102 en fonction de l'hygrométrie mesurée par la sonde hygrométrique 106 et d'une consigne d'hygrométrique préalablement renseignée. La consigne de débit déterminée transmise au régulateur de débit variable. Ce régulateur 114 mesure le débit de soufflage 30 actuel avec la sonde 130 et modifie grâce au servomoteur 132 l'ouverture du clapet 134 et donc le débit de soufflage. Le registre 116 de débit d'air extrait de la pièce 102 comprend un servomoteur 136 permettant de modifier l'ouverture d'un clapet 138 disposé dans le circuit d'évacuation d'air. En fonction d'une part de la différence de pression entre la pression de la pièce et de la pression atmosphérique, prises par la prise de pression 108 et la prise de pression 110, et d'autre part d'une pression de consigne, le régulateur unique 104 commande directement le servomoteur 136 pour modifier l'ouverture du clapet 138 et donc le débit d'air extrait et par conséquent la pression dans la pièce. Cette opération est réitérée jusqu'à atteindre la pression de consigne. D'une manière similaire, en fonction de la température mesurée par la sonde de température 112 et de la température de consigne le régulateur unique 104 commande directement la batterie de température 118, en PID c'est-à-dire fonction du besoin, pour modifier la température de l'air soufflé dans la pièce 102, et donc la température dans la pièce. Le registre 116 de débit d'air et/ou le régulateur à débit variable 114 peuvent, à la place ou en plus de la pression et/ou de l'hygrométrie, être utilisé(s) pour d'une part mesurer un taux de brassage d'air dans la pièce et d'autre part modifier ce taux de brassage pour atteindre une valeur de consigne de taux de brassage d'air dans la pièce. Le régulateur unique 104 comprend pour ce faire une quatrième entrée de mesure reliée au servomoteur 132 du régulateur à débit variable 114 pour acquérir en temps réel la position exacte du servomoteur 132 du régulateur à débit variable 114 et une cinquième entrée de mesure reliée au moteur 136 pour en connaître la position précise. La FIGURE 2 est une représentation schématique d'une installation selon l'invention. L'installation 200 représentée sur la figure 2 permet de réaliser une régulation d'air dans trois pièces 1021-1023 par trois systèmes 100 tels que représentés sur la figure 1. Ainsi, chaque pièce 1021-1023 comporte un régulateur unique, respectivement les régulateurs 1041-1043. L'installation 200 comprend une centrale de traitement d'air ou CTA 202 connecté au circuit d'amenée d'air 120 et fournissant l'air qui est soufflé dans les pièces 1021 à 1023. - 12 - L'installation 200 comprend en outre un dispositif 204, distant des pièces 1021 à 1023 et connecté à chacun des régulateurs uniques 1041 à 1043 au travers du réseau filaire 128 d'une part pour envoyer à chacun des régulateurs uniques 1041-1043 des consignes de température, d'hygrométrie, de pression ou encore de débit ou modifier ces consignes au niveau de chacun de ces régulateurs 104, et d'autre part pour recevoir de chacun de ces régulateurs uniques 1041-1043 des données de fonctionnement et de mesure relatives à la température, à l'hygrométrie, à la pression, à un débit d'air extrait, à un débit d'air soufflé, à un taux de brassage d'air dans la pièce et/ou les positions des moteurs pour chacune des pièces 1021-1023. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés ci- dessus. Par exemple, les moyens de mesure ou les moyens d'ajustement peuvent être différents de ceux décrits et positionnés à des emplacements différents de ceux décrits. De plus, le système peut comprendre des moyens pour mesurer et ajuster d'autres paramètres relatifs à l'air dans la pièce, à la place ou en plus des paramètres décrits.20 REVENDICATIONS1. Système (100) de régulation d'air dans une pièce (102) ou une partie d'une pièce partiellement fermée, comprenant : - au moins un moyen (116) d'ajustement de la pression dans ladite pièce (102), - au moins un moyen (118) d'ajustement de la température dans ladite pièce (102), et - au moins un moyen (114) d'ajustement de l'hygrométrie dans ladite pièce (102) ; caractérisé en ce que lesdits moyens (114-118) sont commandés par un régulateur unique (104). 2. Système (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le régulateur unique (104) se présente sous la forme d'un ensemble monobloc. 3. Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : - une sonde hygrométrique (106) fournissant audit régulateur unique (104) des données relatives à l'hygrométrie dans la pièce (102), - une sonde de température (112) fournissant audit régulateur unique (104) des données relatives à la température dans la pièce (102), et - une sonde de pression fournissant audit régulateur unique (104) des données relatives à la pression dans la pièce (102) ; le régulateur unique (104) comportant au moins trois entrées, dites de mesure, dédiées à chacune desdites sondes (106,112) pour recevoir des données depuis chacune desdites sondes (106,112). 4. Système (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sonde de pression est intégrée dans le régulateur unique (104), ledit régulateur comprenant au moins deux entrées (108,110) de mesure dédiées à la mesure de pression :- 14 - - l'une (108) desdites entrées (108,110) réalisant une prise de pression dans la pièce (102), et - l'autre (110) desdites entrées (108,110) réalisant une prise de pression, dite de référence, à un emplacement, dit de référence ; les données relatives à la pression comprenant alors une donnée relative à la différence de pression entre lesdites deux entrées (108,110) de prise de pression. 5. Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le régulateur unique (104) comporte au moins trois sorties, dites de commande, chacune des sorties étant associée à un moyen d'ajustement (114-118). 6. Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'ajustement de la température comprend une batterie thermique (118) agencée pour modifier la température de l'air soufflé dans la pièce (102). 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'ajustement de la pression comprend un registre (116) de débit d'air extrait de la pièce (102) et/ou un registre de débit d'air soufflé dans la pièce. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'ajustement de l'hygrométrie de l'air dans la pièce comprend un régulateur (114) de débit variable de l'air soufflé dans la pièce (102). 9. Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le régulateur unique (104) comporte en outre au moins une entrée et une sortie, dites de communication, pour échanger des données avec un dispositif distant au travers d'un réseau filaire (128).- 15 - 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen de saisie d'au moins une consigne de température, une consigne de pression et/ou une consigne d'hygrométrie. 11. Système (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le régulateur unique (104) comprend au moins un moyen de mémorisation d'au moins une consigne en association avec au moins une période temporelle. 12. Installation (200) de régulation d'air dans au moins une pièce, ladite installation (200) comprenant : - un système (100) de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes pour chaque pièce, - une centrale de traitement d'air (202), - un circuit (120) d'amenée d'air dans ladite au moins une pièce (1021-1023) connecté à ladite centrale de traitement d'air (202), et - un circuit (126) d'extraction d'air depuis ladite au moins une pièce (1021-1023). 13. Installation (200) selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un réseau filaire (128) pour relier chaque régulateur 25 unique (1041-1043) de chaque système de régulation à un appareil distant (204). 14. Pièce (102, 1021-1023) équipée d'un système (100) de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 et/ou d'une installation (200) de 30 régulation selon l'une quelconque des revendications 12 ou 13.