Brevet FR3096116A1 — publié le 20201120

Description Titre de l'invention : SYSTEME DE VENTILATION D'UN LOCAL Domaine technique [0001] L'invention se rapporte à un système de ventilation d'un local, tel qu'un bâtiment, connu sous l'appellation « double flux ». Technique antérieure [0002] Un tel système de ventilation à double flux comprend généralement un caisson comportant un ventilateur d'insufflation d'un flux d'air issu d'un extérieur au local à destination du local, dit flux d'air neuf, et un ventilation d'extraction d'un flux d'air issu du local à destination de l'extérieur, dit flux d'air vicié, le caisson étant muni d'une entrée du flux d'air neuf dans le caisson et d'une sortie du flux d'air neuf hors du caisson, le caisson étant également muni d'une entrée d'air du flux d'air vicié dans le caisson et d'une sortie du flux d'air vicié hors du caisson. [0003] Le système de ventilation comprend en particulier un échangeur de chaleur d'échange thermique entre le flux d'air neuf et le flux d'air vicié, afin de traiter theriniquement le flux d'air neuf avant qu'il pénètre dans le local, ce qui permet notamment de préchauffer le flux d'air neuf en hiver et de le refroidir en été. [0004] Néanmoins, un tel système connu présente l'inconvénient de devoir subir de lourdes modifications pour pouvoir fonctionner en cas d'incendie au moins pendant trente minutes, afin d'assurer au mieux la sécurité des occupants du local, ce qui engendre des complications et un surcoût du procédé de fabrication, ainsi qu'un encombrement supplémentaire et un fonctionnement en mode normal non optimisé du fait des modifications apportées. [0005] Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. Résumé [0006] A cet effet, l'invention a pour objet un système de ventilation d'un local, tel qu'un bâtiment, comprenant un caisson comportant un ventilateur d'insufflation d'un flux d'air issu d'un extérieur au local à destination du local, dit flux d'air neuf, et un ventilation d'extraction d'un flux d'air issu du local à destination de l'extérieur, dit flux d'air vicié, le caisson étant muni d'une entrée du flux d'air neuf dans le caisson et d'unc sortie du flux d'air neuf hors du caisson, le caisson étant également muni d'une entrée d'air du flux d'air vicié dans le caisson et d'unc sortie du flux d'air vicié hors du caisson, le système de ventilation comprenant un échangeur de chaleur d'échange thermique entre le flux d'air neuf et le flux d'air vicié et un canal de contournement de l'échangeur de chaleur conformé pour qu'une partie au moins du flux d'air neuf ne 2 traverse pas l'échangeur de chaleur, le système de ventilation comprenant un dispositif d'obturation pour répartir le flux d'air neuf entre l'échangeur de chaleur et le canal de contournement, le dispositif d'obturation étant monté mobile pour occuper une pluralité de positions, caractérisé en ce que le système est configuré pour que, lorsqu'une température d'air est supérieure ou égale à une valeur seuil, le dispositif d'obturation occupe une position, dite position en mode feu, de sorte qu'une température d'air en sortie d'air neuf soit inférieure ou égale à une température égale à une somme d'une température en entrée d'air neuf et d'une valeur de 180°C. [0007] Ainsi, le système selon la présente invention continue de ventiler en cas d'incendie, au moins pendant trente minutes, tout en assurant un fonctionnement en mode normal optimisé et un encombrement réduit, puisqu'il n'est pas nécessaire de prévoir de moyens de refroidissement supplémentaires. [0008] Selon un autre aspect, le dispositif d'obturation est monté mobile entre deux positions dites positions extrémales, une position d'obturation complète de l'échangeur de chaleur dans laquelle aucun air neuf ne traverse l'échangeur de chaleur et une position d'obturation complète du canal de contournement dans lequel aucun air neuf ne traverse le canal de contournement. [0009] Selon un autre aspect, le dispositif d'obturation est un volet monté pivotant selon un angle d'ouverture du canal de contournement entre lesdites positions extrémales. [0010] Selon un autre aspect, le dispositif d'obturation est configuré pour se positionner dans une position telle qu'une différence en valeur absolue entre une température dans la sortie d'air vicié et la température en sortie d'air neuf soit inférieure ou égale à 150°C. [0011] Selon un autre aspect, la température seuil est comprise entre 60°C et 425°C [0012] Selon un autre aspect, le ventilateur d'insufflation et le ventilateur d'extraction sont installés de sorte à être respectivement dans le flux d'air neuf et dans le flux d'air vicié quand le système est en fonctionnement, y compris en mode feu. [0013] L'invention a également pour objet un procédé de régulation d'un système de ven- tilation d'un local, tel qu'un bâtiment, le système comprenant un caisson comportant un ventilateur d'insufflation d'un flux d'air issu d'un extérieur au local à destination du local, dit flux d'air neuf, et un ventilation d'extraction d'un flux d'air issu du local à destination de l'extérieur, dit flux d'air vicié, le caisson étant muni d'une entrée du flux d'air neuf dans le caisson et d'une sortie du flux d'air neuf hors du caisson, le caisson étant également muni d'une entrée d'air du flux d'air vicié dans le caisson et d'une sortie du flux d'air vicié hors du caisson, le système de ventilation comprenant un échangeur de chaleur d'échange thermique entre le flux d'air neuf et le flux d'air vicié et un canal de contournement de l'échangeur de chaleur conformé pour qu'une partie au moins du flux d'air neuf ne traverse pas l'échangeur de chaleur, le système de ven- 3 tilation comprenant un dispositif d'obturation pour répartir le flux d'air neuf entre l'échangeur de chaleur et le canal de contournement, le dispositif d'obturation étant monté mobile pour occuper une pluralité de positions, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape de déclenchement d'un mode dit mode feu lorsqu'une température d'air est supérieure ou égale à une valeur seuil, l'étape de déclenchement comprenant une étape de positionnement du dispositif d'obturation dans une position, dite position en mode feu, de sorte qu'une température mesurée en sortie d'air neuf soit inférieure ou égale à une température égale à une somme d'une température en entrée d'air neuf et d'une valeur de 180°C. [0014] Selon un autre aspect, le procédé comprend une étape de positionnement du dispositif d'obturation dans une position telle que qu'une différence en valeur absolue entre une température dans la sortie d'air vicié et la température en sortie d'air neuf soit inférieure ou égale à 150°C. [0015] L'invention a également pour objet un système de ventilation d'un local, tel qu'un bâtiment, comprenant un caisson comportant un ventilateur d'insufflation d'un flux d'air issu d'un extérieur au local à destination du local, dit flux d'air neuf, et un ventilation d'extraction d'un flux d'air issu du local à destination de l'extérieur, dit flux d'air vicié, le caisson étant muni d'une entrée du flux d'air neuf dans le caisson et d'une sortie du flux d'air neuf hors du caisson, le caisson étant également muni d'une entrée d'air du flux d'air vicié dans le caisson et d'une sortie du flux d'air vicié hors du caisson, le système de ventilation comprenant un échangeur de chaleur d'échange thermique entre le flux d'air neuf et le flux d'air vicié et un canal de contournement de l'échangeur de chaleur conformé pour qu'une partie au moins du flux d'air neuf ne traverse pas l'échangeur de chaleur, le système de ventilation comprenant un dispositif d'obturation pour répartir le flux d'air neuf entre l'échangeur de chaleur et le canal de contournement, le dispositif d'obturation étant monté mobile pour occuper une pluralité de positions, et le système étant caractérisé en ce qu'il est configuré pour que, à chaque mesure de température, le dispositif d'obturation occupe une position telle qu'une température en sortie d'air neuf soit inférieure ou égale à une température égale à une somme d'une température en entrée d'air neuf et d'une valeur de 180°C et que la température d'air en sortie d'air neuf soit égale à une température d'air en sortie d'air vicié tant que la température en sortie d'air neuf est inférieure ou égale à une température égale à ladite somme d'une température en entrée d'air neuf et d'une valeur de 180°C. [0016] L'invention a également pour objet un procédé de régulation d'un système de ven- tilation d'un local, tel qu'un bâtiment, le système comprenant un caisson comportant un ventilateur d'insufflation d'un flux d'air issu d'un extérieur au local à destination du local, dit flux d'air neuf, et un ventilation d'extraction d'un flux d'air issu du local à destination de l'extérieur, dit flux d'air vicié, le caisson étant muni cl'une entrée du flux d'air neuf dans le caisson et d'une sortie du flux d'air neuf hors du caisson, le caisson étant également muni cl'une entrée d'air du flux d'air vicié dans le caisson et d'une sortie du flux d'air vicié hors du caisson, le système de ventilation comprenant un échangeur de chaleur d'échange thermique entre le flux d'air neuf et le flux d'air vicié et un canal de contournement de l'échangeur de chaleur conformé pour qu'une partie au moins du flux d'air neuf ne traverse pas l'échangeur de chaleur, le système de ventilation comprenant un dispositif d'obturation pour répartir le flux d'air neuf entre l'échangeur de chaleur et le canal de contournement, le dispositif d'obturation étant monté mobile pour occuper une pluralité de positions, le procédé comprenant : - une étape de déclenchement d'un mode dit mode feu lorsqu'une température d'air est supérieure ou égale à une valeur seuil, puis - une étape de mesure à des instants donnés de la température d'air en sortie d'air neuf et en sortie d'air vicié, et en entrée d'air neuf, et - pour chaque mesure, une étape de positionnement du dispositif d'obturation à chaque mesure de température, le dispositif d'obturation occupe une position telle qu'une température en sortie d'air neuf soit inférieure ou égale à une température égale à une somme d'une température en entrée d'air neuf et d'une valeur de 180°C et que la température d'air en sortie d'air neuf soit égale à une température d'air en sortie d'air vicié tant que la température en sortie d'air neuf est inférieure ou égale à une température égale à ladite somme d'une température en entrée d'air neuf et d'une valeur de 180°C. Brève description des dessins [0017] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrativc et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : Fig. 1 100181 Weil illustre une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de ventilation selon la présente invention. Fig. 2 100191 I fie.21 illustre une vue en coupe longitudinale du dispositif de la figure 1, avec in- dication de niveaux de surpression/dépression. Fig. 3 100201 Ifig.31 illustre un ordinogramme des étapes d'un procédé de fonctionnement du dispositif de la figure 1 selon un premier mode de réalisation. Fig. 4 [0021] [fie.4] illustre un ordinogramme des étapes d'un procédé de fonctionnement du dispositif de la figure 1 selon un deuxième mode de réalisation. Description des modes de réalisation [0022] La présente invention a pour objet un système de ventilation, référencé 1 sur les figures 1 et 2, pour ventiler un local L, selon deux modes de réalisation. Par local, on entend toute pièce ou ensemble de pièces d'un bâtiment individuel ou collectif. [0023] L'invention a également pour objet un procédé de régulation des flux d'air circulant dans le système de ventilation 1, selon deux modes de réalisation, et référencé 100 et 100' sur les figures 3 et 4. [0024] Comme visible sur les figures 1 et 2, le système de ventilation 1 comprend un caisson 2 muni de plusieurs compartiments et d'un échangeur de chaleur E. [0025] Un premier compartiment 3 comprend une entrée 4 d'un flux d'air issu d'un extérieur au local L à destination du local, dit flux d'air neuf, FNE. Le premier compartiment 3 est disposé en amont de l'échangeur de chaleur E relativement au flux d'air neuf FNE. [0026] Un deuxième compartiment 5 comprend une sortie 6 du flux d'air neuf FNE hors du caisson 2, par laquelle le flux d'air neuf pénètre dans le local L. A 11' intérieur du deuxième compartiment 5 est installé un ventilateur 7 d'insufflation du flux d'air neuf FNE. Le deuxième compartiment 5 est disposé en aval de l'échangeur de chaleur E relativement au flux d'air neuf FNE. [0027] Un troisième compartiment 8 comprend une entrée 9 d'un flux d'air issu du local à destination de l'extérieur, dit flux d'air vicié FV, par lequel le flux d'air vicié FV quitte le local L. Le troisième compartiment 8 est disposé en amont de l'échangeur de chaleur E relativement au flux d'air vicié FV. [0028] Un quatrième compartiment 10 comprend une sortie 11 du flux d'air vicié FV hors du caisson 2. A l'intérieur du quatrième compartiment 10 est installé un ventilateur 12 d'extraction du flux d'air vicié FV. Lc quatrième compartiment 10 est disposé en aval de l'échangeur de chaleur E relativement au flux d'air vicié FV. [0029] Comme il ressort des figures 1 et 2, l'échangeur de chaleur E assure un échange thermique entre le flux d'air neuf FNE et le flux d'air vicié FV. En d'autres termes, l'échangeur E transfère les calories d'un flux vers l'autre de telle sorte que les calories contenues dans le flux d'air vicié FV soient transférées dans le flux d'air neuf FNE et injectées dans le local L, avant son entrée dans le local L. Le système de ventilation 1 est de ce fait un système double flux. [0030] Comme également visible sur les figures 1 et 2, le système 1 comprend un canal 13 de contournement de l'échangeur de chaleur E ainsi qu'un volet 14 monté mobile entre deux positions extrémales, une position d'obturation complète de l'échangeur de chaleur 3 (en traits mixtes sur la figure 1) et une position d'obturation complète du canal de contournement 13 (en pointillés sur la figure 1). Ainsi, le volet 14 peut 6 occuper l'une des deux positions extrémales, et une pluralité de positions intermédiaires entre les deux positions extrémales. [0031] Le système 1 comprend aussi un moyen de commande du volet, tel qu'un actionneur ou un moteur pas à pas, alimenté par un signal électrique. Un pourcentage du signal de commande correspond à un angle d'ouverture du volet, lui-même correspondant à un pourcentage de débit de contournement 13. [0032] Selon le premier mode de réalisation, le système 1 comprend au moins un dispositif pour connaître directement ou indirectement une température d'air reflétant la température d'air extraite du local L, telle qu'une sonde de température ou un élément d'information de dépassement de température, par exemple un thermo-contact, tel qu'un bilame pourrait faire l'affaire. Dans la présente demande, on parle plus généralement de mesure de température, qu'il faut comprendre au sens large, c'est-à-dire un dispositif qui mesure effectivement la température ou qui indique un dépassement de la température seuil. [0033] Avantageusement, le dispositif, référencé 15, est disposé dans le troisième com- partiment 8 ou à proximité de celui-ci, en amont de l'échangeur de chaleur E, ce qui permet de déterminer la température d'air en entrée d'air vicié d'air TEV. En variante, le dispositif, référencé alors 18, est disposé dans le deuxième compartiment 5 ou à proximité de celui-ci, ce qui permet de déterminer la température d'air en sortie d'air neuf TSN (sachant qu'en cas d'incendie, le rendement de l'échangeur de chaleur E est de 100%). [0034] Comme indiqué ci-dessus, le dispositif 15, 18 peut ne pas être dans le compartiment mais à proximité et fournir une information exploitable et indirecte. Par exemple, le dispositif peut être disposé à l'extérieur du compartiment en exploitant le rayonnement d'une tôle d'enveloppe. [0035] Le dispositif 1 peut comprendre un capteur 16 d'air en entrée d'air neuf pour mesurer TEN, ce capteur n'étant cependant pas nécessaire quand le mode feu a été calibré. De préférence, on prévoit que la température TEN est comprise entre -20°C et 40°C (le pire cas étant -20°C). [0036] Le système 1 est configuré pour que, lorsque la température TEV ou la température TSN, comme expliqué ci-avant, est supérieure ou égale à une valeur seuil, le volet 14 occupe une position spécifique, dite position en mode feu, afin d'assurer que la température TSN soit inférieure ou égale à une température égale à une somme de la température en entrée d'air neuf TEN et d'une valeur de 180°C, c'est-à-dire de respecter la condition suivante : TSN REVENDICATIONSSystème dc ventilation d'un local, tel qu'un bâtiment, comprenant un caisson (2) comportant un ventilateur d'insufflation (7) d'un flux d'air issu d'un extérieur au local à destination du local, dit flux d'air neuf (FNE), et un ventilation d'extraction (12) d'un flux d'air issu du local à destination dc l'extérieur, dit flux d'air vicié (FV), le caisson (2) étant muni d'unc entrée du flux d'air neuf (4) dans le caisson (2) et d'une sortie du flux d'air neuf (6) hors du caisson (2), le caisson (2) étant également muni d'une entrée d'air du flux d'air vicié (9) dans le caisson (2) et d'une sortie du flux d'air vicié (11) hors du caisson (2), le système de ventilation (1) comprenant un échangeur de chaleur d'échange thermique (E) entre le flux d'air neuf (FNE) et le flux d'air vicié (FV) et un canal de contournement (13) de l'échangeur de chaleur conformé pour qu'une partie au moins du flux d'air neuf ne traverse pas l'échangeur de chaleur, le système de ventilation (1) comprenant un dispositif d'obturation (14) pour répartir le flux d'air neuf entre l'échangeur de chaleur et le canal de contournement, le dispositif d'obturation (14) étant monté mobile pour occuper une pluralité de positions, caractérisé en ce que le système est configuré pour que, lorsqu'une température d'air est supérieure ou égale à une valeur seuil, le dispositif d'obturation occupe une position, dite position en mode feu, de sorte qu'une température d'air en sortie d'air neuf soit inférieure ou égale à une température égale à une somme d'une température en entrée d'air neuf (TEN) et d'une valeur de 180°C. Système selon la revendication 1, dans lequel le dispositif d'obturation est monté mobile entre deux positions dites positions extrémales, une position d'obturation complète de l'échangeur de chaleur dans laquelle aucun air neuf ne traverse l'échangeur de chaleur et une position d'obturation complète du canal de contournement dans lequel aucun air neuf ne traverse le canal de contournement. Système selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif d'obturation (14) est un volet monté pivotant selon un angle d'ouverture du canal de contournement entre lesdites positions extrémales Système selon l'une des revendications précédentes, le dispositif d'obturation (14) étant configuré pour se positionner dans une position telle qu'une différence en valeur absolue entre une température dans la sortie d'air vicié et la température en sortie d'air neuf soit inférieure ou 11 égale à 150°C. [Revendication 5] Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la tem- pérature seuil est comprise entre 60°C et 425°C. [Revendication 6] Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le ven- tilateur d'insufflation (7) et le ventilateur d'extraction (12) sont installés de sorte à être respectivement dans le flux d'air neuf et dans le flux d'air vicié quand le système est en fonctionnement, y compris en mode feu. [Revendication 7] Procédé de régulation d'un système de ventilation d'un local, tel qu'un bâtiment, le système comprenant un caisson (2) comportant un ventilateur d'insufflation (7) d'un flux d'air issu d'un extérieur au local à destination du local, dit flux d'air neuf (FNE), et un ventilation d'extraction (12) d'un flux d'air issu du local à destination de l'extérieur, dit flux d'air vicié (FV), le caisson (2) étant muni d'une entrée du flux d'air neuf (4) dans le caisson (2) et d'une sortie du flux d'air neuf (6) hors du caisson (2), le caisson (2) étant également muni d'une entrée d'air du flux d'air vicié (9) dans le caisson (2) et d'une sortie du flux d'air vicié (11) hors du caisson (2), le système de ventilation (1) comprenant un échangeur de chaleur (E) d'échange thermique entre le flux d'air neuf (FNE) et le flux d'air vicié (FV) et un canal de contournement de l'échangeur de chaleur (13) conformé pour qu'une partie au moins du flux d'air neuf ne traverse pas l'échangeur de chaleur, le système de ventilation comprenant un dispositif d'obturation (14) pour répartir le flux d'air neuf entre l'échangeur de chaleur et le canal de contournement, le dispositif d'obturation (14) étant monté mobile pour occuper une pluralité de positions, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape de déclenchement d'un mode dit mode feu lorsqu'une température d'air est supérieure ou égale à une valeur seuil, l'étape de déclenchement comprenant une étape de positionnement du dispositif d'obturation dans une position, dite position en mode feu, de sorte qu'une température mesurée en sortie d'air neuf soit inférieure ou égale à une température égale à une somme d'une température en entrée d'air neuf et d'une valeur de 180°C. [Revendication 8] Procédé selon la revendication précédente, comprenant une étape de po- sitionnement du dispositif d'obturation (14) dans une position telle que qu'une différence en valeur absolue entre une température dans la sortie d'air vicié et la température en sortie d'air neuf soit inférieure ou égale à 150°C. [Revendication 9] Système de ventilation d'un local, tel qu'un bâtiment, comprenant un 12 [Revendication 10] caisson (2) comportant un ventilateur d'insufflation (7) d'un flux d'air issu d'un extérieur au local à destination du local, dit flux d'air neuf (FNE), et un ventilation d'extraction (12) d'un flux d'air issu du local à destination de l'extérieur, dit flux d'air vicié (FV), le caisson (2) étant muni d'une entrée du flux d'air neuf (4) dans le caisson (2) et d'une sortie du flux d'air neuf (6) hors du caisson (2), le caisson (2) étant également muni d'une entrée d'air du flux d'air vicié (9) dans le caisson (2) et d'une sortie du flux d'air vicié (11) hors du caisson (2), le système de ventilation (1) comprenant un échangeur de chaleur (E) d'échange thermique entre le flux d'air neuf (FNE) et le flux d'air vicié (FV) et un canal de contournement (13) de l'échangeur de chaleur conformé pour qu'une partie au moins du flux d'air neuf ne traverse pas l'échangeur de chaleur, le système de ventilation comprenant un dispositif d'obturation (14) pour répartir le flux d'air neuf entre l'échangeur de chaleur et le canal de contournement, le dispositif d'obturation étant monté mobile pour occuper une pluralité de positions, et le système étant caractérisé en ce qu'il est configure pour que, à chaque mesure de température, le dispositif d'obturation occupe une position telle qu'une température en sortie d'air neuf (TSN) soit inférieure ou égale à une température égale à une somme d'une température en entrée d'air neuf (TEN) et d'une valeur de 180°C et que la température d'air en sortie d'air neuf (TSN) soit égale à une température d'air en sortie d'air vicié (TSV) tant que la température en sortie d'air neuf (TSN) est inférieure ou égale à une température égale à ladite somme d'une température en entrée d'air neuf (TEN) et d'une valeur de 180°C. Procédé de régulation d'un système de ventilation d'un local, tel qu'un bâtiment, le système comprenant un caisson comportant un ventilateur d'insufflation d'un flux d'air issu d'un extérieur au local à destination du local, dit flux d'air neuf, et un ventilation d'extraction d'un flux d'air issu du local à destination de l'extérieur, dit flux d'air vicié, le caisson étant muni d'une entrée du flux d'air neuf dans le caisson et d'une sortie du flux d'air neuf hors du caisson, le caisson étant également muni d'une entrée d'air du flux d'air vicié dans le caisson et d'une sortie du flux d'air vicié hors du caisson, le système de ventilation comprenant un échangeur de chaleur d'échange thermique entre le flux d'air neuf et le flux d'air vicié et un canal de contournement de l'échangeur de chaleur conformé pour qu'une partie au moins du flux d'air neuf ne traverse pas l'échangeur de chaleur, le système de ventilation comprenant un 13 dispositif d'obturation pour répartir le flux d'air neuf entre l'échangeur de chaleur et le canal de contournement, le dispositif d'obturation étant monté mobile pour occuper une pluralité de positions, le procédé comprenant : - une étape de déclenchement d'un mode dit mode feu lorsqu'une température d'air est supérieure ou égale à une valeur seuil, puis - une étape de mesure à des instants donnés de la température d'air en sortie d'air neuf et en sortie d'air vicié, et en entrée d'air neuf, et - pour chaque mesure, une étape de positionnement du dispositif d'obturation à chaque mesure de température, le dispositif d'obturation occupe une position telle qu'une température en sortie d'air neuf (TSN) soit inférieure ou égale à une température égale à une somme d'une température en entrée d'air neuf (TEN) et d'une valeur de 180°C et que la température d'air en sortie d'air neuf (TSN) soit égale à une température d'air en sortie d'air vicié (TSV) tant que la température en sortie d'air neuf (TSN) est inférieure ou égale à une température égale à ladite somme d'une température en entrée d'air neuf (TEN) et d'une valeur de 180°C.