Brevet FR3013425A1 — publié le 20150522

DISPOSITIF DE SIPHON POUR SYSTÈME AÉRAULIQUE ET SYSTÈME AÉRAULIQUE MUNI D'UN TEL DISPOSITIF DE SIPHON La présente invention se rapporte à un dispositif de siphon pour système aéraulique, notamment pour système de ventilation, et à un système aéraulique muni d'un tel dispositif de siphon. De nombreux systèmes aérauliques mis en oeuvre dans le domaine de la ventilation ou du génie climatique créent de la condensation qui doit être évacuée pour assurer le bon fonctionnement de ces systèmes aérauliques. Les chaudières, les installations de climatisation, les unités de ventilation simple ou double flux, les pompes à chaleurs, les radiateurs dynamiques, les chauffe-eau, notamment thermodynamiques, nécessitent ainsi une évacuation des condensats. Dans certains de ces systèmes, un ventilateur crée une dépression à l'intérieur du système par apport à l'extérieur du système, cette dépression rendant l'évacuation des condensats plus difficiles. En outre, avec ces systèmes connus, l'absence d'eau retenue ou une petite quantité d'eau retenue seulement peut créer des fuites d'air. Celles-ci peuvent augmenter le risque de rétention d'eau dans le système. Surtout, ces fuites peuvent nuire à l'efficacité de système aéraulique. Pour évacuer les condensats, de nombreuses solutions ont été proposées. Ces solutions sont cependant souvent complexes (mise en oeuvre de pièces mobiles qui nuisent à la fiabilité de ces solutions), coûteuses et/ou encombrantes. Il est à noter, en particulier, que les solutions mises en oeuvre dans le domaine de la plomberie sont adaptées à l'évacuation de grandes quantité d'eau et sont donc surdimensionnées pour les applications envisagées ici. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif de siphon pour système aéraulique ne présentant pas les inconvénients susmentionnés. En particulier, l'invention vise à proposer un dispositif de siphon pour système aéraulique, qui soit compact et cependant adapté à siphonner un espace en dépression. Selon un autre aspect, l'invention vise également à fournir un dispositif de siphon limitant voire évitant les fuites d'air depuis le système aéraulique. À cette fin, la présente invention propose un dispositif de siphon pour système aéraulique, notamment pour système aéraulique avec une zone à siphonner en dépression par rapport à l'extérieur du système, comprenant : une entrée d'eau, une sortie d'eau, un bac tampon de récupération d'eau entre l'entrée d'eau et la sortie d'eau, R:\35100\35176 ATLC\35176-131118-dde de brevet tq déposée.docx le bac tampon étant en communication de fluide avec l'entrée d'eau par un puits plongeant dans le bac tampon, séparant, sur une partie de la hauteur du bac tampon, la section du bac tampon en une section interne au puits et une section externe au puits, l'aire de la section externe étant supérieure à l'aire de la section interne. Suivant des modes de réalisation préférés, l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le rapport entre les aires des sections interne et externe est supérieur à deux, de préférence supérieur à trois, de préférence encore supérieur à cinq et de manière encore plus préférée, supérieur à dix ; - le dispositif de siphon comprend un conduit entre le bac tampon et la sortie d'eau avec une unique restriction de passage, dont l'aire est inférieure à l'aire de la section du puits, de préférence dix fois inférieure à l'aire de la section du puits ; - le dispositif de siphon comprend un conduit entre le bac tampon et la sortie d'eau avec au moins une, de préférence au moins deux, restrictions de passage, dont l'aire est inférieure à l'aire de la section du puits, de préférence dix fois inférieure à l'aire de la section du puits ; - la sortie d'eau est formée par un raccord de fixation d'un tuyau d'évacuation des condensats ; - le puits plonge dans le bac tampon de manière à laisser un jeu compris entre 2 et 5 mm entre le puits et le fond du bac tampon ; - l'aire de la section du puits est d'au moins environ 50 mm2; et - le dispositif de siphon comprend, entre le bac tampon et la sortie d'eau, un conduit avec une chicane, de préférence plusieurs chicanes. L'invention se rapport également à un système aéraulique, notamment un système de ventilation comme une unité de ventilation simple ou double flux, comprenant au moins un ventilateur dans un caisson, et un dispositif de siphon tel que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons, fixé au caisson, le puits étant en communication de fluide avec l'intérieur du caisson. L'invention vise enfin un système aéraulique, notamment système de ventilation comme une unité de ventilation simple ou double flux, comprenant au moins un ventilateur dans un caisson, et un dispositif de siphon tel que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons, une partie du caisson formant le puits du dispositif de siphon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation préférés de l'invention, donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés. R:\35100\35176 ATLC\35176-131118-dde de brevet tq déposée.docx La figure 1 représente schématiquement une coupe transversale d'un exemple de dispositif de siphon. La figure 2 représente schématiquement une coupe selon un autre plan transversal du dispositif de siphon de la figure 1. La figure 3 représente schématiquement une coupe transversale du dispositif de siphon de la figure 1 avec le bac tampon rempli d'eau. Les figures 4 et 5 représentent schématiquement des coupes transversales d'un deuxième et d'un troisième exemple de dispositif de siphon, respectivement. Dans la suite de la description, les éléments identiques ou de fonction identique portent le même signe de référence. À fin de concision de la présente description, les éléments identiques aux différents exemples ne sont pas décrits en regard de chacun de ces exemples. En d'autres termes, seules les différences entre les différents exemples sont décrites de manière détaillées, les éléments communs étant décrits en regard d'un seul exemple. La figure 1 illustre un exemple de dispositif de siphon 10 pour système aéraulique. En particulier, ce dispositif de siphon 10 est destiné à un système aéraulique présentant une zone, dans laquelle se forment des condensats à siphonner, qui est en dépression par rapport à la zone d'évacuation de ces condensats. La zone d'évacuation des condensats est la zone, à l'extérieure du dispositif de siphon (et du système aéraulique) où sont récupérés les condensats. L'évacuation des condensats est rendue plus difficile du faite de la dépression de la zone à siphonner. Le dispositif de siphon 10 peut ainsi être mis en oeuvre avec une unité de ventilation, notamment une unité de ventilation double flux, présentant dans un caisson un ou plusieurs ventilateurs. Le dispositif de siphon 10 peut alors être fixé sur le caisson en regard d'un orifice réalisé dans le caisson pour récupérer les condensats. Bien entendu, le dispositif de siphon 10 peut être mis en oeuvre avec différents types de systèmes aéraulique, notamment une climatisation, un chauffe-eau notamment thermodynamique ou encore une chaudière. Tel qu'illustré sur les figures 1 et 2, le dispositif de siphon 10 est principalement réalisé par deux pièces : - une première pièce 12 qui forme notamment une entrée d'eau 14 pour collecter les condensats formés dans le système aéraulique ; et - une deuxième pièce 16 qui forme notamment une sortie d'eau 18, pour l'évacuation des condensats vers l'extérieur du système aéraulique. La deuxième pièce 16 forme également un bac tampon 20 de récupération d'eau entre l'entrée d'eau 14 et la sortie d'eau 18. Le bac tampon 20, comme cela est visible sur la figure 2, présente ici une forme cylindrique, à section circulaire. La hauteur H20 R:\35100\35176 ATLC\35176-131118-dde de brevet tq déposée.docx du bac tampon 20 est de préférence supérieure à 10 mm et, de préférence encore, inférieure à 25 mm, pour ne pas nuire à la compacité du dispositif de siphon. Le diamètre D20 du bac tampon 20 est de préférence compris entre 25 mm et 100 mm pour limiter le coût et un encombrement excessif du dispositif de siphon. Bien sûr, le bac tampon peut être de section non circulaire. On privilégie alors une section du bac tampon comprise entre 0,4 cm2 et 10 cm2. En outre, le fond du bac tampon n'est pas forcément plat comme illustré sur les figures. Bien au contraire, ce fond du bac tampon peut présenter des reliefs, comme des dents, ceci afin d'assurer le passage de l'eau, depuis le puits vers la sortie d'eau, entre ces reliefs. La deuxième pièce 16 forme également un conduit 22 entre le bac tampon 20 et la sortie d'eau 18. Ici, le conduit 22 présente deux chicanes 24, 26. Le conduit 22 présente également une restriction de passage 28. Tel qu'illustré, un raccord 30 de fixation forme la sortie d'eau 18 et permet notamment le raccordement du dispositif de siphon 10 au réseau d'évacuation des eaux usées ou à tout conduit permettant le transport des condensats vers une zone d'évacuation à l'extérieur du bâtiment dans lequel est installé le système aéraulique. Le conduit peut ainsi se vider directement à l'extérieur du bâtiment. Le diamètre du raccord 30 est avantageusement choisi pour correspondre aux principaux standards du marché des tuyaux d'évacuation, ici par exemple 16 mm. En variante, le diamètre du raccord 30 peut être plus important, par exemple égal à 32 mm, ce qui permet d'y raccorder un tuyau rigide en PVC, tuyau très répandu sur le marché. Par ailleurs, la première pièce 12 forme un puits 32 qui, lorsque les première et deuxième pièces 12, 16 sont assemblées ensemble (notamment clippées l'une sur l'autre), plonge dans le bac tampon 20. Le puits 32 met ainsi en communication de fluide l'entrée d'eau 14 avec le bac tampon 20. Le puits 32 sépare alors, sur une partie de la hauteur du bac tampon 20, la section du bac tampon 20 en une section interne Sint au puits 20 et une section externe Se'i au puits 20. Les aires des sections interne Sint et externe Se'i sont distinctes, notamment l'aire de la section externe Se'i est supérieure à l'aire de la section interne Sint. De préférence, le rapport entre les aires des sections interne Sint et externe Se'i est supérieur à deux, de préférence supérieur à trois, de préférence encore supérieur à cinq et de manière encore plus préférée, supérieur à dix. Ainsi, l'aire de la section interne Sint peut être supérieure à 50 mm2, de préférence supérieure à 75 mm2, de préférence encore supérieure à 150 mm2. De préférence, le puits 32 présente une hauteur H32 supérieure à 45 mm. Le puits 32 peut également plonger dans le bac sur une hauteur H inférieure à la hauteur H20 du bac tampon 20 de 2 à 5 mm. En d'autres termes, la hauteur H32 du puits peut R:\35100\35176 ATLC\35176-131118-dde de brevet tq déposée.docx être choisie afin de laisser un jeu, entre le puits et le fond du bac tampon, de hauteur comprise entre 2 et 5 mm. Ceci permet en effet d'assurer le passage des condensats depuis l'entrée d'eau vers la sortie d'eau. En variante, le puits 32 peut plonger dans le bac tampon 20 sur sensiblement toute la hauteur H20 du bac tampon, mais le fond de celui-ci présente des reliefs pour permettre le passage de l'eau depuis le puits 32 vers la sortie d'eau 18. En outre, l'aire de la restriction de passage 28 est inférieure à l'aire de la section du puits 32, de préférence dix fois inférieure à l'aire de la section du puits 32. La première pièce 12 peut être réalisée en divers matériaux. Cependant, des matériaux de type alvéolaire, en particulier PSE et PPE (Polystyrène et Polypropylène expansés) apparaissent particulièrement appropriés. La seconde pièce 16 peut être réalisée en PP (Polypropylène) ou PA (Polyamide). En effet, ces types de matériaux permettent de garantir un bon niveau d'étanchéité à l'air, à l'eau, d'isolation thermique et de tenue mécanique. De plus, la forme proposée du puits plongeant est particulièrement adaptée à un démoulage « simple » de la première pièce 12. Le fonctionnement du dispositif de siphon 10 est décrit ci-après. Tout d'abord, le bac tampon 20 peut ne pas contenir d'eau ou tout du moins pas assez pour que le puits 32 plonge dans l'eau contenue dans le bac tampon 20. Ceci est notamment le cas à l'installation du dispositif de siphon 10 si l'installateur n'a pas mis le dispositif de siphon en eau (c'est-à-dire s'il n'a pas rempli le bac tampon d'eau) ou dans le cas où le dispositif de siphon s'est asséché (notamment dans le cas où le dispositif de siphon n'est pas relié à un circuit d'évacuation d'eau, ce qui n'est pas recommandé, ou s'il n'y a pas eu de condensats à évacuer depuis un temps assez long). Dans ces cas, la dépression entre l'entrée d'eau 14 et la sortie d'eau 18 crée un flux (illustré par les flèches Fi, F2 sur la figure 1) d'air qui est aspiré au travers du dispositif de siphon 10. Dans les dispositifs de siphon connus, ce flux d'air Fi, F2 risque d'empêcher l'évacuation de l'eau de condensation et de créer une situation de rétention d'eau dans le système aéraulique sur lequel le dispositif de siphon est fixé. Ceci est dû à la grande vitesse que peut atteindre ce flux d'air au niveau de l'entrée d'eau. Cependant, le débit de ce flux d'air est ici réduit dans le dispositif de siphon 10 tel qu'illustré notamment au moyen d'un réducteur de fuite réalisé ici sous la forme de la restriction de section 28. La réduction locale de section crée en effet une perte de charges et réduit ainsi le débit de fuite d'air. En outre, le puits 32 présentant une section plus grande que la section de la restriction de passage, la vitesse des fuites d'air est réduite dans le puits. On limite ainsi fortement les risques de rétention d'eau R:\35100\35176 ATLC\35176-131118-dde de brevet tq déposée.docx et de blocage de l'évacuation dues aux vitesses élevées des fuites d'air au niveau de l'entrée d'eau 14. De plus, la restriction de section 28 est dimensionnée pour ne pas pénaliser l'écoulement des condensats qui restent à un débit limité (de l'ordre de 1 L/h). À titre d'exemple, l'aire de la restriction de section 28 peut être de l'ordre de 10 mm2. La vitesse du flux d'air Fi, F2 est également réduit du fait de la présence des deux chicanes 24, 26 qui augmentent également les pertes de charges de ce flux d'air. Cependant, en cours d'utilisation, le bac tampon 20 se remplit d'eau de condensation. Ainsi, l'écoulement d'eau, depuis l'entrée d'eau 14, augmente la hauteur d'eau dans le bac tampon, jusqu'à créer un débordement (cf. Fig. 3). Ce débordement est évacué par le conduit 22 jusqu'à la sortie d'eau 18 où l'eau peut être évacuée vers un circuit d'évacuation d'eau sale lorsque le raccord 30 est relié à un tel circuit ou même directement vers l'extérieur du bâtiment dans lequel est installé le système aéraulique. Le remplissage du bac tampon 20 avec de l'eau, lorsque le puits 32 plonge effectivement dans l'eau contenue dans le bac tampon 20, permet de limiter l'influence des fuites d'air sur les performances du système aéraulique. En effet, comme illustré sur la figure 3, l'assemblage des première et deuxième pièces 12, 16 crée un dispositif de siphon 10 avec un très bon niveau d'étanchéité à l'air, lorsque le dispositif de siphon 10 est en eau (c'est-à-dire quand le bac tampon 20 est suffisamment rempli d'eau pour que le puits plongeant 32 plonge dans l'eau contenue dans le bac tampon 20). Des fuites peuvent seulement apparaître au niveau de la fixation des première et deuxième pièces 12, 16 ensemble. En outre, quand une dépression est effectivement présente côté entrée d'eau 14 par rapport au côté sortie d'eau 18 (c'est notamment le cas lorsque le dispositif de siphon est mis en oeuvre avec une unité de ventilation double flux), cette dépression crée une élévation du niveau d'eau à l'intérieur du puits 32. La dépression crée en effet une aspiration d'eau de hauteur proportionnelle à la dépression. À titre d'exemple, une dépression de 100 Pa crée une élévation de 10 mm environ, et une dépression de 400 Pa crée une élévation de 40 mm environ. L'élévation du niveau d'eau dans le puits 32 est indépendante de la section du puits 32. Le volume d'eau déplacé du fait de la dépression est lui proportionnel à cette section. En outre, le volume déplacé dans le puits 32 pour créer l'élévation de niveau, correspond à un volume identique « prélevé » du bac tampon 20 lui-même (c'est-à- dire dans le bac tampon 20, à l'extérieur du puits 32), provoquant une diminution du niveau d'eau dans ce bac tampon 20, à l'extérieur du puits 32. Avantageusement, du fait que l'aire de la section Sint du puits 32 est inférieure à l'aire de la section Se't à R:\35100\35176 ATLC\35176-131118-dde de brevet tq déposée.docx l'extérieur du puits 32, une grande élévation de niveau d'eau dans le puits 32 crée une diminution de niveau plus faible dans le bac 20, permettant de conserver la fonction du dispositif de siphon 10, d'étanchéité aux fuites d'air provenant du côté sortie d'eau, tout en conservant un dispositif de siphon 10 compact, notamment en hauteur. Ce principe permet donc de garantir le remplissage du bac tampon 20, même à sec, et d'éviter tout risque de rétention d'eau dans le système à siphonner. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. Les figures 4 et 5 illustrent ainsi des exemples de variantes du dispositif de siphon 10 des figures 1 à 3. Ainsi, le dispositif de siphon 100 de la figure 4 se distingue du dispositif de siphon 10 de la figure 1 du fait que le raccord de fixation 30 s'étend dans la direction du puits 32 alors que dans le dispositif de siphon 10, ce raccord de fixation 30 s'étend perpendiculairement au puits 32. Le dispositif de siphon 10 des figures 1 à 3 présentent ainsi une meilleure compacité. Cependant, la deuxième pièce 16 du dispositif de siphon 100 de la figure 4 est plus facile à réaliser par moulage. Notamment, son démoulage est facilité par rapport au démoulage de la deuxième pièce 16 du dispositif de siphon 10. Par ailleurs, le dispositif de siphon 200 de la figure 5 se distingue du dispositif de siphon 10 de la figure 1 par la présence d'une deuxième restriction de passage 34 dans le conduit 22. En l'occurrence, cette deuxième restriction de section 34 est réalisée à l'entrée du conduit 22, au niveau du rebord du bac tampon 20. Cette restriction de section 34 du conduit 22 joue également le rôle de limiteur de fuite, en augmentant la perte de charge d'un potentiel flux d'air remontant le conduit 22 depuis la sortie d'eau 18 vers l'entrée d'eau 14. Par ailleurs, la première pièce 12 du dispositif de siphon peut être réalisée par le caisson du système aéraulique à siphonner. Il est également possible de « supprimer » la paroi du bac tampon 20 tel qu'illustré sur les figures, en rehaussant la sortie d'eau par rapport au fond du bac tampon. Enfin, la restriction de passage 28 peut être formée par un raccord 30 présentant une section réduite (par rapport à la section du conduit 22 et/ou du puits 32), notamment inférieure à 50 mm2. R:\35100\35176 ATLC\35176-131118-dde de brevet tq déposée.docx REVENDICATIONS1. Dispositif de siphon (10; 100 ; 200) pour système aéraulique, notamment pour système aéraulique avec une zone à siphonner en dépression par rapport à l'extérieur du système, comprenant : une entrée d'eau (14), - une sortie d'eau (18), un bac tampon (20) de récupération d'eau entre l'entrée d'eau (14) et la sortie d'eau (18), le bac tampon (20) étant en communication de fluide avec l'entrée d'eau (14) par un puits (32) plongeant dans le bac tampon (20), séparant, sur une partie de la hauteur du bac tampon (20), la section du bac tampon (20) en une section interne (Sint) au puits (32) et une section externe (Sext) au puits (32), l'aire de la section externe (Sext) étant supérieure à l'aire de la section interne (Sint). 2. Dispositif de siphon selon la revendication 1, dans lequel le rapport entre les aires des sections interne (Sint) et externe (Sext) est supérieur" à deux, de préférence supérieur à trois, de préférence encore supérieur à cinq et de manière encore plus préférée, supérieur à dix. 3. Dispositif de siphon selon la revendication 1 ou 2, comprenant un conduit (22) entre le bac tampon (20) et la sortie d'eau (18) avec une unique restriction de passage (28), dont l'aire est inférieure à l'aire de la section (Sint) du puits (32), de préférence dix fois inférieure à l'aire de la section (Sint) du puits (32). 4. Dispositif de siphon selon la revendication 1 ou 2, comprenant un conduit (20) entre le bac tampon (20) et la sortie d'eau (18) avec au moins une, de préférence au moins deux, restrictions de passage (28 ; 34), dont l'aire est inférieure à l'aire de la section (Sint) du puits (32), de préférence dix fois inférieure à l'aire de la section (Sint) du puits (32). Dispositif de siphon selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la sortie d'eau (18) est formée par un raccord (30) de fixation d'un tuyau d'évacuation des condensats. 6. Dispositif de siphon selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le puits (32) plonge dans le bac tampon (20) de manière à laisser un jeu compris entre 2 et 5 mm entre le puits (32) et le fond du bac tampon (20). R:\35100\35176 ATT.,C\35 176-1 4 03.03-P, cv modifles dt'Tosef:s.clocx. Dispositif de siphon selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'aire de la section (Sint) du puits (32) est d'au moins environ 50 mm2. 8. Dispositif de siphon selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, entre le bac tampon (20) et la sortie d'eau (18), un conduit (22) avec une chicane (24 ; 26), de préférence plusieurs chicanes (24 ; 26). 9. Système aéraulique, notamment système de ventilation comme une unité de 10 ventilation simple ou double flux, comprenant au moins un ventilateur dans un caisson, et un dispositif de siphon (10; 100; 200) selon l'une quelconque des revendications précédentes fixé au caisson, le puits (32) étant en communication de fluide avec l'intérieur du caisson. 15 10. Système aéraulique, notamment système de ventilation comme une unité de ventilation simple ou double flux, comprenant au moins un ventilateur dans un caisson, et un dispositif de siphon (10; 100; 200) selon la revendication 9, une partie du caisson formant le puits (32) du dispositif de siphon (10; 100 ; 200). R: \35100`35176 ATLC\35176-140303-Rev