Brevet FR3058780A1 — publié le 20180518

Dispositif de ventilation et de traitement d'air et procédé de contrôle d'un tel dispositif L'invention concerne un dispositif de ventilation et de traitement d'air. L'invention concerne également un procédé de contrôle d'un tel dispositif. Les bâtiments de bureaux ou d'habitations comprennent généralement, installé sur le toit, un dispositif de ventilation et de traitement d'air permettant d'extraire l'air des locaux, et d'en récupérer l'énergie calorifique pour alimenter, par exemple, les systèmes de chauffage ou de production d'eau chaude. Ces dispositifs doivent également permettre l'extraction des fumées toxiques en cas d'incendie. Les normes spécifient, par exemple, que le dispositif doit permettre l'extraction d'un flux d'air à une température de 400°C pendant 30 minutes. Pour ce faire, les dispositifs comprennent généralement un registre permettant, en position ouverte, l'évacuation du flux d'air chaud et des fumées à l'extérieur du dispositif, de manière que les systèmes de traitement d'air compris dans le dispositif ne soient pas détériorés par le passage du flux d'air chaud et que les fumées toxiques soient évacuées du bâtiment. Toutefois, les dispositifs existants mettent en oeuvre, pour cela, plusieurs registres dont le contrôle est complexe. D'autres dispositifs impliquent des canaux de dérivation ne permettant pas de dériver l'intégralité du flux d'air, et dont le débit n'est pas suffisant. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un nouveau dispositif de ventilation et de traitement d'air permettant d'extraire les fumées d'incendie de façon plus fiable que par les dispositifs connus. A cet effet, l'invention concerne un dispositif de ventilation et de traitement d'air comprenant : - un ventilateur d'extraction adapté pour extraire, pendant une durée donnée, un flux d'air extrait de locaux à une température donnée en conditions d'incendie dans lesdits locaux, - un capteur de température dans le flux d'air extrait, adapté pour détecter une élévation de température dénotant un incendie dans un local, - un registre adapté pour permettre, en position ouverte, l'évacuation de l'air extrait à l'extérieur du dispositif. Ce dispositif est caractérisé en ce que : - le registre est dimensionné de telle manière que le débit d'air évacué par le registre est au moins équivalent au débit d'air passant dans le dispositif ; - le dispositif est adapté pour déclencher l'ouverture du registre en cas d'élévation de la température mesurée par le capteur de température. 3058780 2 Grâce à l'invention, le dispositif peut extraire un débit d'air chaud et de fumées égal au débit d'air passant théoriquement dans le dispositif, ce qui permet de s'assurer de la correcte extraction des fumées. 5 Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel dispositif peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises selon toute combinaison techniquement admissible : - Le dispositif comprend un variateur adapté pour augmenter la vitesse de rotation du ventilateur en cas d'élévation de la température mesurée par le capteur de 10 température. - L'ouverture et la fermeture du registre sont commandées par des moyens mécaniques contrôlés par le variateur. - Le dispositif comprend un servomoteur commandant l'ouverture et la fermeture du registre, et des moyens de contrôle adaptés pour contrôler le servomoteur et un 15 variateur adapté pour augmenter la vitesse de rotation du ventilateur en fonction des mesures du capteur de température. - Le servomoteur est alimenté électriquement de manière continue et maintient le registre en position fermée en l'absence d'élévation de température. - Le registre est ouvert automatiquement par un moyen mécanique en cas de 20 non-alimentation électrique du servomoteur. - Le ventilateur d'extraction est monté dans un premier caisson du dispositif, relié à un second caisson du dispositif dans lequel est monté le registre, par une gaine. - Le capteur de température est placé en amont du ventilateur par rapport à la direction de circulation du flux d'air extrait. 25 - Le capteur de température est un thermo contact. L'invention concerne également un procédé de contrôle d'un dispositif de ventilation et de traitement d'air tel que mentionné ci-dessus. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à: a) mesurer la température du flux d'air extrait; 30 b) si une élévation de la température dénotant la survenue d'un incendie est détectée, mettre en marche un mode incendie consistant à enclencher le ventilateur à sa vitesse maximale et ouvrir le registre. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un dispositif de ventilation et de 35 traitement d'air et d'un procédé de contrôle conformes à son principe, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : 3058780 3 - la figure 1 est une vue schématique de côté d'un dispositif conforme à l'invention, dans une configuration normale, - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, dans une configuration d'évacuation de fumées d'incendie. 5 Les figures 1 et 2 représentent un dispositif 1 de ventilation et de traitement d'air, dans cet exemple installé sur le toit T d'un bâtiment. Le dispositif 1 comporte un ventilateur d'extraction 3 adapté pour extraire, par une gaine 2, pendant une durée donnée, un flux d'air F1, extrait d'un local non représenté du bâtiment, à une température donnée, lorsqu'un incendie survient dans ce local. Par exemple, la norme « 04» spécifie 10 que le ventilateur 3 doit être capable d'évacuer un flux d'air à une température de 400°C pendant 30 minutes. Le dispositif 1 comprend également un capteur de température 5 placé dans le flux d'air extrait F1, et adapté pour détecter une élévation de température signe d'un incendie dans le local. 15 Le dispositif 1 comprend également de façon optionnelle des dispositifs de traitement d'air, qui sont dans cet exemple un filtre 7 et un échangeur 9. L'échangeur 9 est relié, à titre d'exemple, à une installation de production d'eau chaude, non représentée, par deux canalisations 91 et 92. Un fluide caloporteur circule dans les canalisations 91 et 92 et permet de récupérer les calories du flux d'air extrait F1. 20 Le dispositif 1 comprend également un registre 11 monté dans une ouverture d'une paroi du dispositif 1. Le registre 11 comprend des volets mobiles 110. Le registre 11 est adapté pour permettre, en position ouverte des volets 110, l'évacuation du flux d'air extrait F1 à l'extérieur du dispositif 1. Dans le cas où le dispositif 1 comprend un filtre 7 et un échangeur 9, le flux d'air F1 est dirigé vers l'extérieur avant son passage dans le filtre 25 7 et l'échangeur 9, comme cela est représenté sur la figure 2. Sur la figure 1, les volets 110 sont fermés, ce qui dirige le flux d'air F1 vers le filtre 7 et l'échangeur 9. Dans cet exemple, le ventilateur d'extraction 3 est monté dans un premier caisson 1A du dispositif 1, auquel est connectée la gaine 2, et relié à un second caisson 1B du dispositif 1, dans lequel est monté le registre 11, par une gaine 17. 30 Le dispositif 1 comprend une bouche de sortie 19, également appelée « piquage » à travers laquelle le flux d'air F1 est évacuée du dispositif 1 après son passage dans le filtre 7 et l'échangeur 9. Le registre 11 est placé en amont de la bouche de sortie 19, de telle manière qu'en passant par le registre 11, le flux d'air F1 est dévié et évacué du dispositif 1 avant 35 son arrivée à la bouche de sortie 19. 3058780 4 Conformément à l'invention, le registre 11 est dimensionné de telle manière que le débit d'air évacué par le registre 11 est au moins équivalent au débit d'air passant dans le dispositif 1. Cela est permis par le fait que le registre 11 est dimensionné de telle manière que les pertes de charges générées par le registre 11 sont inférieures aux pertes de 5 charges générées par la bouche de sortie 19. En d'autres termes, la section de passage de l'ouverture définie par le registre 11 est au moins égale à la section de passage définie par l'ouverture de la bouche de sortie 19.. A titre d'exemple, le registre 11 peut être à section carrée de 700 mm par 700 mm, tandis que la buche de sortie 19 a une forme circulaire d'un diamètre de 500 mm. En 10 variante, le registre 11 et la bouche de sortie 19 peuvent être de toutes autres formes et dimensions compatibles avec les caractéristiques précitées. Le registre 11 est également dimensionné de telle manière que les pertes de charge lors du passage du flux d'air F1 dans le registre 11 sont inférieures aux pertes de charges lors que le flux d'air F1 passe dans le filtre 7 et l'échangeur 9 puis dans la bouche 15 de sortie 19. Le dispositif 1 comprend également des moyens de contrôle 13 adaptés pour déclencher l'ouverture du registre 11 en cas d'élévation de la température mesurée par le capteur de température 5 situé dans le caisson C4 de telle sorte que le passage en mode incendie soit simultané entre le dispositif 1 et le caisson C4. 20 Les moyens de contrôle 13 sont adaptés pour réaliser le passage en mode incendie en ajustant par exemple la vitesse de rotation du ventilateur 3 en cas d'élévation de la température mesurée par le capteur de température 5. Le dispositif 1 peut comprendre à cet effet un variateur 15 apte à recevoir des signaux du capteur de température 5 et adapté pour contrôler la vitesse de rotation du ventilateur 3. 25 Le capteur de température 5 est placé en amont du ventilateur 3 par rapport à la direction de circulation du flux d'air extrait F1. Cela permet de détecter au plus tôt l'élévation de température. De préférence, le capteur de température 5 est un thermocontact. L'ouverture et la fermeture du registre 11 sont commandées par un servomoteur 30 non représenté du dispositif 1, lui-même contrôlé par les moyens de contrôle 13. Le servomoteur est alimenté électriquement de manière continue et maintient le registre 11 en position fermée en l'absence d'élévation de température. Le registre 11 est donc maintenu fermé en cas de fonctionnement normal. En cas d'incendie, le servomoteur est adapté pour ouvrir le registre 11. En 35 variante, le servomoteur peut comprendre un ressort de rappel ou tout au moyen mécanique adapté pour ouvrir automatiquement le registre 11 lorsque le servomoteur 3058780 5 n'est plus alimenté. Ainsi en cas de panne électrique, on s'assure de l'évacuation des fumées par le registre 11. Le fonctionnement du dispositif 1 est le suivant : la température du flux d'air extrait F1 est mesurée en permanence par le capteur 5. Si une élévation de température, 5 indiquant la survenue d'un incendie, est détectée, par le dépassement d'une valeur seuil pouvant être comprise entre 70 et 80°C, un mode incendie du dispositif 1, destiné à l'extraction de fumées, est enclenché. Ce mode incendie implique la marche du ventilateur 3 à sa vitesse maximale, déclenchée par exemple par le variateur 15 sous l'action d'un signal transmis par les moyens de contrôle 13, et l'ouverture du registre 11 10 par le servomoteur sous l'action d'un signal transmis par les moyens de contrôle 13. En variante non représentée, le signal du capteur 5 peut directement transmis au variateur 15, qui est dans ce cas apte à déclencher directement la marche à vitesse maximale du ventilateur 3, et à transmettre un signal d'ouverture du registre 11 au servomoteur. 15 En autre variante, le signal du capteur 5 peut uniquement transmettre le signal d'ouverture du servomoteur. En autre variante, l'utilisation de tout autre moyen mécanique d'ouverture ou de fermeture du registre 11 qu'un servomoteur est possible, comme par exemple des mécanismes à ressort, etc. contrôlés par le variateur 15 ou par les moyens de contrôle 20 13. Selon un mode de réalisation non représenté, le ventilateur d'extraction 3 et le registre 11 peuvent être montés dans un seul et même caisson. Dans le cas où le dispositif 1 ne comprend pas de dispositifs de traitement d'air tels que le filtre 7 et l'échangeur 9, ceux-ci peuvent être prévus de façon indépendante en 25 aval du dispositif 1 via la bouche de sortie 19. Dans un tel cas, l'ouverture du registre 11 permet également d'évacuer le flux d'air F1 avant les dispositifs de traitement d'air et donc d'évacuer d'éventuelles fumées avec des pertes de charge réduites. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de ventilation et de traitement d'air comprenant : - un ventilateur d'extraction (3) adapté pour extraire, pendant une durée donnée, un flux d'air (F1) extrait de locaux à une température donnée en conditions d'incendie dans lesdits locaux, - un capteur de température (5) dans le flux d'air extrait (F1), adapté pour détecter une élévation de température dénotant un incendie dans un local, - un registre (11) adapté pour permettre, en position ouverte, l'évacuation de l'air extrait (F1) à l'extérieur du dispositif (1), caractérisé en ce que : - le registre (11) est dimensionné de telle manière que le débit d'air évacué par le registre (11) est au moins équivalent au débit d'air passant dans le dispositif (1); - le dispositif (1) est adapté pour déclencher l'ouverture du registre (11) en cas d'élévation de la température mesurée par le capteur de température (5). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un variateur (15) adapté pour augmenter la vitesse de rotation du ventilateur (3) en cas d'élévation de la température mesurée par le capteur de température (5). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ouverture et la fermeture du registre (11) sont commandées par des moyens mécaniques contrôlés par le variateur (15). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un servomoteur commandant l'ouverture et la fermeture du registre (11) , et des moyens de contrôle (13) adaptés pour contrôler le servomoteur et un variateur (15) adapté pour augmenter la vitesse de rotation du ventilateur (3) en fonction des mesures du capteur de température (5). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le servomoteur est alimenté électriquement de manière continue et maintient le registre (11) en position fermée en l'absence d'élévation de température. 3058780 7 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le registre (11) est ouvert automatiquement par un moyen mécanique en cas de non-alimentation électrique du servomoteur. 5 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ventilateur d'extraction (3) est monté dans un premier caisson (1A) du dispositif (1), relié à un second caisson (1B) du dispositif (1) dans lequel est monté le registre (11), par une gaine (17). 10 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capteur de température (5) est placé en amont du ventilateur (3) par rapport à la direction de circulation du flux d'air extrait (F1). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le 15 capteur de température (5) est un thermo contact. 10. Procédé de contrôle d'un dispositif (1) de ventilation et de traitement d'air selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des étapes consistant à : 20 a) mesurer la température du flux d'air extrait (F1) ; b) si une élévation de la température dénotant la survenue d'un incendie est détectée, mettre en marche un mode incendie consistant à enclencher le ventilateur (3) à sa vitesse maximale et ouvrir le registre (11). 25