Brevet FR3033627A1 — publié le 20160916

Caisson de ventilation L'invention concerne un caisson de ventilation à double flux destiné à être monté dans une installation de ventilation d'un bâtiment. Les bâtiments d'habitation ou de bureaux sont généralement équipés d'une installation de ventilation et de traitement d'air comprenant un caisson de ventilation incluant un échangeur à double flux dans lequel des échanges thermiques sont réalisés entre un flux d'air extrait des pièces du bâtiment, et un flux d'air neuf insufflé dans les pièces du bâtiment. En cas d'incendie, l'air extrait des pièces du bâtiment est très chaud et est donc susceptible de détériorer certains éléments de l'échangeur et du caisson de ventilation. Cependant, le caisson de ventilation doit permettre d'extraire des fumées des pièces du bâtiment. L'échangeur et le caisson doivent donc être construits de façon suffisamment robuste pour assurer l'extraction des fumées tout en résistant aux hautes températures, et aux inconvénients qui en découlent, notamment les risques de fuites d'air chaud et de fumées dans le flux d'air neuf. Les caissons de ventilation connus de l'état de la technique ne permettent pas d'assurer un fonctionnement normal en condition d'incendie pendant une durée suffisante. Ces caissons connaissent des problèmes de détérioration de l'échangeur, et de fuites de fumées et d'air chaud dans le flux d'air neuf. C'est à ces inconvénients qu'entend remédier l'invention en proposant un nouveau caisson de ventilation, dans lequel les flux d'air extraits et le flux d'air neuf sont mieux isolés et dont le fonctionnement est assuré dans des conditions d'incendie pendant une durée significative. A cet effet, l'invention concerne un caisson de ventilation à double flux destiné à être monté dans une installation de ventilation d'un bâtiment, le caisson comprenant un échangeur à double flux, des compartiments d'entrée et de sortie d'un flux d'air extrait et des compartiments d'entrée et de sortie d'un flux d'air insufflé, et au moins un ventilateur d'extraction adapté pour entretenir la circulation du flux d'air extrait dans le caisson. Ce caisson de ventilation est caractérisé en ce que le ventilateur d'extraction est entrainé en rotation par un moteur situé dans un compartiment isolé du flux d'air extrait, et le caisson comprend un conduit de dérivation d'une partie du flux d'air extrait en dehors de l'échangeur, directement entre les compartiments d'entrée et de sortie du flux d'air extrait. Grâce à l'invention, le fonctionnement du ventilateur d'extraction est garanti en conditions d'incendie. La quantité d'air extrait potentiellement très chaud circulant dans 3033627 2 l'échangeur est réduite, ce qui permet de réduire les risques de détérioration de l'échangeur et de contamination avec l'air neuf. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel caisson de ventilation peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans 5 toute combinaison techniquement admissible : Le caisson de ventilation comprend un registre adapté pour contrôler l'ouverture du conduit de dérivation située du côté du compartiment d'entrée du flux d'air extrait, ce registre étant contrôlé par un servomoteur, une sonde de température placée dans le compartiment d'entrée du flux d'air extrait, et des 10 moyens de contrôle du servomoteur adaptés pour ouvrir le registre lorsque la température de l'air extrait mesurée par la sonde dépasse une valeur seuil. Le registre est maintenu par défaut en position fermée par le servomoteur. Le caisson de ventilation comprend un organe de rappel adapté pour ouvrir le registre lorsque le servomoteur n'est plus alimenté électriquement. 15 L'échangeur est fixé par collage dans un logement du caisson. Le caisson de ventilation comprend des systèmes d'étanchéification des compartiments, disposés entre l'échangeur et des cloisons délimitant les compartiments. Les systèmes d'étanchéification sont réalisés à l'aide de couches de silicone 20 résistant aux hautes températures disposées aux interfaces entre l'échangeur et les cloisons délimitant les compartiments. Les systèmes d'étanchéification sont réalisés à l'aide de couches de matériau intumescent disposées aux interfaces entre l'échangeur et les cloisons délimitant les compartiments. 25 Le caisson de ventilation comprend une structure de renfort mécanique montée sur les parois du caisson. Le caisson de ventilation comprend une sonde de température placée dans le compartiment d'entrée du flux d'air extrait, et des moyens pour couper l'alimentation électrique de tous les dispositifs électriques du caisson à 30 l'exception du ventilateur d'extraction et d'un ventilateur d'insufflation compris dans le caisson de ventilation, lorsque la température de l'air extrait dépasse une valeur seuil. L'invention concerne également une méthode de contrôle d'un caisson de ventilation tel que mentionné ci-dessus, caractérisé en ce que le ventilateur d'extraction et 35 un ventilateur d'insufflation compris dans le caisson de ventilation sont maintenus en 3033627 3 fonctionnement quel que soit leur état de fonctionnement, lorsque la température de l'air extrait mesurée en entrée du caisson de ventilation dépasse une valeur seuil. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, d'un caisson de ventilation 5 conforme à son principe, faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de côté d'un caisson de ventilation conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique de dessus du caisson de ventilation de la 10 figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective du caisson de ventilation des figures 1 et 2. Les figures 1 à 3 représentent un caisson de ventilation 1 destiné à être monté dans une installation de ventilation d'un bâtiment non représenté. Le caisson 1 comprend un échangeur à double flux 3, dans lequel des échanges à flux croisés ont lieu entre un 15 flux d'air extrait F1 et un flux d'air insufflé F2. Le caisson 1 comprend également un compartiment d'entrée 5 du flux d'air extrait F1, un compartiment de sortie 7 du flux d'air extrait F1, un compartiment d'entrée 9 du flux d'air insufflé F2 et un compartiment de sortie 11 du flux d'air insufflé F2. Un ventilateur d'extraction 13 est monté dans le compartiment de sortie 7, et un ventilateur d'insufflation 15 est monté dans le 20 compartiment de sortie 11. Le ventilateur 13 permet d'entretenir la circulation du flux d'air extrait F1, tandis que le ventilateur 15 permet d'entretenir la circulation du flux d'air insufflé F2 dans le caisson 1. Le ventilateur d'extraction 13 est entrainé en rotation par un moteur 16. Conformément à l'invention, le moteur 16 est situé dans un compartiment 17 qui isole le 25 moteur 16 du flux d'air extrait F1. Le compartiment 17 peut être installé dans le compartiment de sortie 7. Ainsi le moteur 16 est protégé contre les hautes températures potentielles que peut atteindre le flux d'air extrait F1 en cas d'incendie. Cette structure permet d'éviter des défaillances du moteur 16 en cas d'incendie. Le compartiment 17 peut être à cet effet constitué, au moins en partie, de matériaux réfractaires ou tout autre 30 matériau permettant d'isoler thermiquement le compartiment 17. Le ventilateur d'insufflation 15 est entrainé en rotation par un moteur 18. Selon un aspect optionnel de l'invention, le moteur 18 peut être également isolé dans un compartiment 20 résistant aux hautes températures. Le caisson 1 comprend un conduit de dérivation 19 permettant de dériver une 35 partie du flux d'air extrait F1 en dehors de l'échangeur 3, directement entre les 3033627 4 compartiments 5 et 7, de telle manière que, en cas d'incendie, une partie de l'air chaud et des fumées nocives contenues dans le flux d'air extrait F1 n'est pas dirigée vers l'échangeur 3 pour éviter la détérioration de l'échangeur 3 et des fuites de fumées et d'air chaud vers le flux d'air insufflé F2 et diminuer la température de l'air insufflé. 5 Le conduit de dérivation 19 est de préférence disposé au voisinage d'une face latérale 34 du caisson 1, dans le prolongement de l'échangeur 3. Le caisson 1 comprend un registre 21 adapté pour contrôler l'ouverture du conduit de dérivation 19 située du côté du compartiment 5. L'ouverture du registre 21 est contrôlée par un servomoteur 22. Le servomoteur 22 est de préférence contrôlé par une 10 unité de commande 30 adaptée pour communiquer, par exemple par des signaux électriques, avec le servomoteur 22. L'unité de commande 30 peut être installée dans un boitier 32 monté le long de la face latérale 34. Le caisson 1 comporte une sonde de température 25 placée dans le compartiment d'entrée 5 pour mesurer la température du flux d'air extrait F1 entrant dans le caisson de 15 ventilation 1. L'unité de commande 30 est adaptée pour recevoir des signaux de la sonde 25, représentatifs des températures d'air mesurées. Si la température relevée par la sonde 25 dépasse une valeur seuil, par exemple 70°, le servomoteur 22 est contrôlé par l'unité de commande 30 pour ouvrir le registre 21 de telle manière qu'une partie du flux d'air extrait F1 soit dérivée vers le conduit de dérivation 19. Le registre 21 est maintenu 20 par défaut en position fermée par le servomoteur 22. De façon optionnelle, un organe de rappel non représenté, tel qu'un ressort, exerce sur le registre 21 une force tendant à l'entrainer vers sa position ouverte. Cela permet, au cas où le servomoteur 22 ne serait plus alimenté en énergie électrique suite à sa destruction par le feu ou à la défaillance d'autres éléments du caisson 1 suite à un 25 incendie, d'ouvrir automatiquement le registre 21 afin que l'air extrait F1 soit dérivé dans le conduit de dérivation 19. L'échangeur 3 est monté dans un logement du caisson 1, délimité par des cloisons 360, 362, 364 et 366 du caisson 1. La cloison 360 est située au-dessus de l'échangeur 3 et délimite les compartiments 7 et 11. La cloison 362 délimite les compartiments 5 et 11. 30 La cloison 364 fait partie d'un élément de support situé en dessous de l'échangeur 3 et qui délimite les compartiments 5 et 9. La cloison 366 délimite les compartiments 7 et 9. L'échangeur 3 délimite en partie les compartiments 5, 7, 9 et 11 les uns par rapport aux autres, et son montage dans son logement a donc une influence sur l'étanchéité du caisson 1 et les potentielles fuites d'air chaud et de fumées entre le flux d'air extrait F1 et 35 le flux d'air insufflé F2. 3033627 5 Pour améliorer l'étanchéité du montage entre l'échangeur 3 et les compartiments du caisson 1, l'échangeur 3 est de préférence fixé par collage dans son logement au moyen d'une colle ou de silicone résistant aux hautes températures. Afin de réduire les risques de contamination de l'air neuf par les fumées, des 5 systèmes d'étanchéification non représentés des compartiments 5, 7, 9 et 11 peuvent être disposés entre les cloisons 360, 362, 364 et 366 délimitant les compartiments et l'échangeur 3. Ces systèmes d'étanchéification peuvent comprendre des couches de silicone non représentées disposées aux interfaces entre l'échangeur 3 et les cloisons 360, 362, 364 et 366, ces couches de silicone pouvant également servir à fixer 10 l'échangeur 3. En variante, des couches non représentées de matériau intumescent peuvent être disposées aux interfaces entre l'échangeur 3 et les cloisons 360, 362, 364 et 366. Pour réduire les déformations provoquées par la circulation d'air à haute température dans le caisson 1, une structure de renfort mécanique 23 est montée sur les 15 parois du caisson 1. Cette structure de renfort 23 permet d'éviter des déformations qui peuvent nuire à l'étanchéité du caisson 1 en déformant les interfaces de contact entre l'échangeur 3 et son logement, et en déformant les cloisons 360, 362, 364 et 366. La structure de renfort 23 comprend avantageusement une traverse horizontale 23a située dans le prolongement des cloisons 362 et 366, et deux traverses verticales 23b et 23c 20 fixées perpendiculairement à la traverse horizontale 23a. La structure de renfort 23 comprend également des renforts 23d qui renforcent les arêtes du caisson 1, et auxquels les traverses verticales 23b et 23c sont fixées. De manière préférentielle, la structure de renfort 23 comprend des profilés métalliques, par exemple en aluminium. Le caisson 1 comprend également des moyens pour couper l'alimentation 25 électrique de tous les dispositifs électriques du caisson 1, tel que le servomoteur 22, à l'exception du ventilateur d'extraction 13 et du ventilateur d'insufflation 15, lorsque la température du flux d'air extrait F1 mesurée par la sonde 25 dépasse la valeur seuil. Ce moyens peuvent comprendre des relais électriques désactivés à partir de l'unité de commande 30. Ainsi, tous les dispositifs électriques non essentiels ne sont plus alimentés 30 électriquement, ce qui réduit les risques de court-circuit du système électrique du caisson 1 en cas d'incendie. Le ventilateur d'extraction 13, qui doit assurer l'extraction d'air en cas d'incendie, est essentiel et doit continuer à fonctionner. Il ne peut donc pas être coupé par l'unité de commande 30. De façon optionnelle, le ventilateur d'insufflation 15 peut également être considéré comme essentiel et ne pas pouvoir être désactivé par l'unité de 35 commande 30. 3033627 6 Enfin, lorsque la température du flux d'air extrait F1 mesurée par la sonde 25 dépasse la valeur seuil, les ventilateurs d'insufflation 15 et d'extraction 13 passent en mode incendie. Dans ce mode, les ventilateurs 13 et 15 fonctionnent quel que soit leur état de fonctionnement, sans prendre en compte tous les possibles défauts de 5 fonctionnement tels que surcharge, surintensité, surchauffe, etc... Le passage des ventilateurs 13 et 15 en mode incendie peut être également commandé à partir de l'unité de commande 30. 10 REVENDICATIONS1. Caisson de ventilation (1) à double flux destiné à être monté dans une installation de ventilation d'un bâtiment, le caisson (1) comprenant un échangeur (3) à double flux, des compartiments d'entrée (5) et de sortie (7) d'un flux d'air extrait (F1) et des compartiments d'entrée (9) et de sortie (11) d'un flux d'air insufflé (F2), et au moins un ventilateur d'extraction (13) adapté pour entretenir la circulation du flux d'air extrait (F1) dans le caisson (1), caractérisé en ce que : - le ventilateur d'extraction (13) est entrainé en rotation par un moteur (16) situé dans un compartiment (17) isolé du flux d'air extrait (F1), et - le caisson (1) comprend un conduit de dérivation (19) d'une partie du flux d'air extrait (F1) en dehors de l'échangeur (3), directement entre les compartiments d'entrée (5) et de sortie (7) du flux d'air extrait (F1). 2. Caisson de ventilation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend : - un registre (21) adapté pour contrôler l'ouverture du conduit de dérivation (19) située du côté du compartiment (5) d'entrée du flux d'air extrait (F1), ce registre (21) étant contrôlé par un servomoteur (22), - une sonde de température (25) placée dans le compartiment d'entrée (5) du flux d'air extrait (F1), et - des moyens de contrôle (30) du servomoteur (22) adaptés pour ouvrir le registre (21) lorsque la température de l'air extrait (F1) mesurée par la sonde (25) dépasse une valeur seuil. 3. Caisson de ventilation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le registre (21) est maintenu par défaut en position fermée par le servomoteur (22). 4. Caisson de ventilation selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un organe de rappel adapté pour ouvrir le registre (21) lorsque le servomoteur (22) n'est plus alimenté électriquement. 3033627 8 5. Caisson de ventilation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur (3) est fixé par collage dans un logement (360, 362, 364, 366) du caisson (1). 5 6. Caisson de ventilation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des systèmes d'étanchéification des compartiments (5, 7, 9, 11) disposés entre l'échangeur (3) et des cloisons (360, 362, 364, 366) délimitant les compartiments. 10 7. Caisson de ventilation selon la revendication 6, caractérisé en ce que les systèmes d'étanchéification comprennent des couches de silicone résistant aux hautes températures disposées aux interfaces entre l'échangeur (3) et les cloisons (360, 362, 364, 366) délimitant les compartiments (5, 7, 9, 11). 15 8. Caisson de ventilation selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les systèmes d'étanchéification comprennent des couches de matériau intumescent disposées aux interfaces entre l'échangeur (3) et les cloisons (360, 362, 364, 366) délimitant les compartiments (5, 7, 9, 11). 20 9. Caisson de ventilation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une structure (23) de renfort mécanique montée sur les parois du caisson (1). 10. Caisson de ventilation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé 25 en ce qu'il comprend une sonde de température (25) placée dans le compartiment d'entrée (5) du flux d'air extrait (F1), et des moyens (30) pour couper l'alimentation électrique de tous les dispositifs électriques du caisson (1) à l'exception du ventilateur d'extraction (13) et d'un ventilateur d'insufflation (15) compris dans le caisson de ventilation (1) lorsque la température de l'air extrait (F1) dépasse une valeur seuil. 30 11. Méthode de contrôle d'un caisson de ventilation (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ventilateur d'extraction (13) et un ventilateur d'insufflation (15) compris dans le caisson de ventilation (1) sont maintenus en fonctionnement quel que soit leur état de fonctionnement, lorsque la température de l'air extrait mesuré en entrée du caisson de ventilation (1) dépasse une valeur seuil.