Brevet FR3096117A1 — publié le 20201120

Description Titre de l'invention : DISPOSITIF DE VENTILATION D'UN LOCAL Domaine technique [0001] L'invention se rapporte à un dispositif de ventilation d'un local, tel qu'un bâtiment, et notamment à une centrale double flux. Technique antérieure [0002] Un dispositif de ventilation d'un local comporte classiquement un caisson muni d'une première entrée d'un premier flux d'air et d'une première sortie dudit premier flux d'air, le flux d'air circulant dans le caisson entre l'entrée et la sortie. Dans le cas d'une centrale à double flux, le caisson comprend également une deuxième entrée d'un deuxième flux d'air et une deuxième sortie d'un deuxième flux d'air, le deuxième flux d'air circulant dans le caisson entre la deuxième entrée et la deuxième sortie. [0003] Par exemple, le premier flux d'air est un flux entrant, c'est-à-dire issu de l'extérieur et destiné à ventiler le local, tandis que le deuxième flux d'air est un flux sortant, c'est-à-dire issu du local et destiné à en être extrait. [0004] Généralement, on prévoit un échangeur de chaleur dans le caisson afin de permettre des échanges thermiques entre les flux d'air entrant et sortant, ce qui assure une thermalisation du flux entrant avant son introduction dans le local. [0005] De façon connue, le caisson comprend aussi au moins un coffret, dit coffret élec- tronique, contenant des composants électroniques, tels que variateurs de fréquence, cartes électroniques, automate, transformateur de puissance, moteur, etc..., dont il est nécessaire de garantir le refroidissement, par exemple avec un système de refroidissement dédié. [0006] Néanmoins, cette configuration présente les inconvénients de diminuer le rendement aéraulique et/ou d'augmenter la consommation électrique du dispositif de ventilation et d'en augmenter l'encombrement. [0007] Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. [0008] Un but de l'invention est de proposer un dispositif de ventilation d'un local, tel qu'un bâtiment, à centrale double flux, qui comprend un système capable de créer un débit de refroidissement dans le coffret. électronique sans altérer le rendement aéraulique machine et en conservant au maximum le rendement thermique global de la centrale. Exposé de l'invention [0009] À cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de ventilation d'un local, tel qu'un bâtiment, comprenant un caisson muni d'une entrée d'un flux d'air et d'une sortie dudit flux d'air, le flux d'air étant issu d'un extérieur du local et à destination du local, 2 ou issu du local et à destination de l'extérieur du local, le dispositif de ventilation étant configuré pour que ledit flux d'air circule dans le caisson entre ladite entrée et ladite sortie, le caisson comportant au moins un logement, appelé coffret électronique, d'au moins un composant électronique et un élément interne distinct du logement, l'élément interne étant conformé pour être traversé par une première partie du flux d'air, dite flux principal, et le logement étant conformé pour être traversé par une deuxième partie du flux d'air, dite flux de contournement, de sorte à refroidir ledit au moins un composant électronique du logement. [0010] Ainsi, grâce au dispositif selon la présente invention, le flux de contournement pénètre dans le coffret électronique, où il refroidit le ou les composants électroniques. En outre, ce flux de contournement sort intégralement du coffret et rejoint le flux principal avant de sortir du dispositif de ventilation, ce qui permet la conservation du débit d'air entre l'entrée et la sortie du dispositif et donc le rendement aéraulique global du dispositif de ventilation n'est pas altéré. De plus, le dispositif selon la présente invention ne nécessite l'installation d'aucun système de refroidissement dédié, ce qui évite un surcoût de fabrication et réduit l'encombrement du dispositif. [0011] Selon une autre caractéristique de l'invention, le logement comprend au moins un orifice d'entrée du flux de contournement et un orifice de sortie du flux de contournement. [0012] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'orifice d'entrée est disposé en amont de l'élément interne et l'orifice de sortie est disposé en aval de l'élément interne. [0013] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'un au moins des orifices d'entrée ou de sortie est muni d'une membrane imperméable à l'eau et perméable à l'air. [0014] Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de ventilation comprend un moyen de régulation du débit du flux d'air de contournement dans l'un au moins de l'orifice d'entrée et de l'orifice de sortie. [0015] Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit élément interne est un échangeur de chaleur et/ou un filtre et/ou un déshumidificateur d'air. [0016] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'échangeur de chaleur est un échangeur fluide gazeux/fluide gazeux ou un échangeur fluide liquide/fluide gazeux. [0017] Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de ventilation comprend au moins un groupe moto-turbine. [0018] Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit groupe moto-turbine est disposé en amont du logement et de l'élément interne ou en aval du logement et de l'élément interne. [0019] Selon une autre caractéristique de l'invention, le caisson comprend une entrée d'un deuxième flux d'air et une sortie d'un deuxième flux d'air, le dispositif étant conformé pour être traversé par ledit deuxième flux d'air entre ladite deuxième entrée d'air et 3 ladite deuxième sortie d'air. [0020] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'élément interne est un échangeur de chaleur conformé pour faire échanger thermiqucment le flux principal et le deuxième flux d'air. [0021] Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de ventilation comprend un canal dc déviation et un moyen d'obturation monté mobile entre une position d'obturation de l'élément interne et une position d'obturation dudit canal dc déviation. [0022] Selon une autre caractéristique de l'invention, le logement et le canal de déviation sont disposés dc sorte à être alimentés en air neuf [0023] Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de ventilation comprend un dispositif de filtration du flux d'air frais, de préférence disposé dans l'entrée. Brève description des dessins [0024] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : [0025] La [fig.1] illustre une vue en perspective d'un dispositif de ventilation d'un local selon un premier mode de réalisation de la présente invention, comprenant un échangeur de chaleur et un coffret électronique ; [0026] La [fig.2] illustre une vue en perspective du dispositif de ventilation de la figure 1 selon une variante dc réalisation ; [0027] La [fig.3] illustre une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif de ven- tilation de la figure 1 selon un deuxième mode de réalisation ; et [0028] La [fig.4] illustre une vue schématique en coupe longitudinale du dispositif de ven- tilation de la figure 3 selon une variante de réalisation. Description des modes de réalisation [00291 Dans la suite de la description, les éléments identiques ou de fonction identique portent le même siene de référence. À fin de concision de la présente description, ces éléments ne sont pas décrits en détail dans chaque mode de réalisation. Au contraire, seules les différences entre les variantes de réalisation sont décrites en détail. [00301 La figure 1 représente une vue en perspective d'un dispositif de ventilation 1 d'un local L. Par local, on entend toute pièce ou ensemble de pièces d'un bâtiment individuel ou collectif. [00311 L'invention est maintenant décrite dans un premier mode de réalisation en référence aux figures 1 et 2, qui concerne un dispositif de ventilation dit « double flux », comme il va être expliqué ci-après. [00321 Comme il ressort de ces figures, le dispositif 1 comporte un caisson 2 muni d'une première entrée 3 d'un Ilux d'air neuf F dans le dispositif 1 et d'une première sortie 4 dudit flux d'air neuf F hors du dispositif 1. [0033] On entend par flux d'air neuf F un flux d'air issu d'un extérieur du local L et destiné à entrer dans le local L par l'intermédiaire du dispositif 1. [0034] Comme il ressort également des figures 1 et 2, le dispositif 1 comprend une deuxième entrée 5 d'un flux d'air vicié F' et une deuxième sortie 6 dudit flux d'air vicié F'. [0035] On entend par flux d'air vicié F' un flux d'air provenant du local L et destiné à en être extrait jusqu'à l'extérieur par l'intermédiaire du dispositif 1. [0036] Le dispositif de ventilation 1 comporte un groupe moto-turbine 7 grâce auquel la cir- culation du flux d'air neuf F est entretenue dans le dispositif 1 entre la première entrée 3 et la première sortie 4. Le groupe moto-turbine 7 est appelé ventilateur d'insufflation dans la suite de la description. [0037] Ainsi, le flux d'air neuf F s'écoule dans le caisson 2 depuis la première entrée 3 jusqu'à la première sortie 4, par laquelle le flux F pénètre dans le local L à ventiler. [0038] Le dispositif de ventilation 1 comporte aussi un groupe moto-turbine 8 grâce auquel la circulation du flux d'air vicié F' est entretenue dans le dispositif 1 entre la deuxième entrée 5 et la deuxième sortie 6. Le groupe moto-turbine 8 est appelé ventilateur d'extraction dans la suite de la description. [0039] Ainsi, le flux d'air vicié F' s'écoule dans le caisson 2 depuis la deuxième entrée 5, par laquelle le flux d'air F' est extrait du local L, jusqu'à la deuxième sortie 6 où le flux F' est libéré à l'extérieur. [0040] Le dispositif 1 comprend un élément interne 9, qui est un échangeur de chaleur sur les figures 1 et 2. [0041] L'échangeur de chaleur 9 permet des échanges thermiques entre le flux d'air neuf F et le flux d'air vicié F' afin de refroidir le flux d'air neuf F en été et de le réchauffer en hiver, avant son entrée dans le local L. [0042] L'échangeur de chaleur 9 génère des pertes de charge, ce qui contribue au refroi- dissement (ce qui permet au débit de contournement d'exister et a pour effet de créer un refroidissement), d'un coffret électronique détaillé ultérieurement. [0043] Néanmoins, l'élément interne 9 n'est pas limité à un échangeur de chaleur et peut se présenter sous la forme d'un filtre ou d'un déshumidificateur d'air qui génère aussi des pertes de charge. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à un unique élément interne, et le dispositif peut comprendre une pluralité d'éléments internes 9. [0044] Comme également visible sur les figures 1 et 2, le dispositif 1 comprend un logement 10 de la forme d'un coffret électronique comprenant des composants électroniques 11 tels que variateurs de fréquence, cartes électroniques, moteurs, etc...ainsi qu'un moyen de refroidissement des composants électroniques 11, détaillé ultérieurement. [0045] Le dispositif de ventilation 1 comprend aussi un canal de déviation 12 muni d'un volet 13 piloté par exemple par un servomoteur (non illustré). [0046] Le volet 13 est monté mobile entre une position d'obturation de l'échangeur 9 et une position d'obturation du canal de déviation 12. [0047] Dans la position d'obturation de l'échangeur 9, le flux d'air neuf F ne traverse pas l'échangeur 9 tandis qu'une partie au moins du flux F, référencée FD pour flux de déviation, circule dans le canal 12. Dans la position d'obturation du canal de déviation 12 (illustrée sur les figures 1 et 2), le flux d'air F ne circule pas dans le canal 12 tandis qu'une partie au moins du flux F traversant l'échangeur 9. [0048] Sur la figure 1, le coffret électronique 10 présente une forme générale parallélé- pipédique délimitée notamment par une paroi antérieure 14 et une paroi postérieure 15 opposées. [0049] Comme visible sur la figure 1, une partie inférieure 16 de la paroi antérieure 14 est percée d'au moins un orifice d'entrée 17. De manière analogue, une partie supérieure 18 de la paroi postérieure 15 est percée d'au moins un orifice de sortie 19. [0050] Sur la figure 1, on a illustré deux orifices d'entrée 17 sous forme de fentes et deux orifices de sortie 19 également sous forme de fentes. [0051] L'ensemble des orifices d'entrée 17 et des orifices de sortie 19 forment le moyen de refroidissement des composants électroniques 11. [0052] On note que les orifices d'entrée 17 sont disposés en amont de l'échangeur 9 et les orifices de sortie 19 sont disposées en aval de l'échangeur 9. [0053] Du fait des pertes de charges créées par l'échangeur 9, une fi-action du flux d'air neuf F, référencée FC, pour flux de contournement, contourne l'échangeur 9 et pénètre dans le logement 10 par le ou les orifice(s) d'entrée 17 tandis qu'une autre fi-action du flux d'air neuf F, référencée FP, pour flux principal, traverse l'échangeur 9. [0054] Le flux d'air FC traverse le coffret électronique 10 jusqu'à l'orifice ou les orifices de sortie 19, permettant le refroidissement des composants 11. [0055] Avantageusement, le débit du flux d'air FC dans le coffret 10 est inférieur ou égal à 50% du débit total du flux d'air F, voire inférieur ou égal à 20%, ou inférieur ou égal à 10%, de préférence inférieur ou égal à 5% du débit total du flux d'air F, afin de conserver le rendement thermique global du dispositif de ventilation 1. [0056] Par exemple, pour un dispositif de ventilation de 1500 la valeur fixée est de 15m7h, soit 1%. [0057] En outre, les flux d'air FC et FP, et éventuellement, le flux de déviation FD, se re- combinent dans le ventilateur d'insufflation 7, permettant de récupérer l'intégralité du flux d'air neuf F en amont de la première sortie 4 et de ne pas altérer le rendement aéraulique du dispositif 1. [0058] Sur la figure 2, le coffret électronique 10 comprend un compartiment inférieur 10-1 et un compartiment supérieur 10-2. Le compartiment supérieur 10-2 contient les 6 composants électroniques 11 à refroidir. [0059] Comme visible sur la figure 2, le compartiment supérieur 10-2 est placé entre le ven- tilateur d'insufflation 7, et le ventilateur d'extraction 8, au-dessus du compartiment inférieur 10-1 et de l'échangeur de chaleur 9. [0060] Le compartiment inférieur 10-1 est percé de deux orifices d'entrée 17 au niveau de la paroi antérieure 14 du coffret électronique 10 et le compartiment supérieur 10-2 est percé d'un orifice de sortie 19 au niveau de la paroi postérieure 15 du coffret électronique 10. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à cc nombre d'orifices d'entrée et de sortie. [0061] Le compartiment supérieur 10-2 est muni de deux orifices 20, reliés respectivement à l'un des orifices d'entrée 17 du compartiment inférieur 10-1 par un conduit de connexion 21. [0062] Grâce à cette configuration, il est possible de refroidir efficacement les composants électroniques 11 du compartiment supérieur 10-2 bien que ceux-ci se trouvent déportés par rapport aux orifices d'entrée 17 du coffret électronique 10. [0063] Ainsi, le flux d'air FC pénètre dans le coffret électronique 10 par les orifices d'entrée 17 puis circule dans les conduits de connexion 21 et traverse le compartiment supérieur 10-2 où il refroidit les composants électroniques 11 avant de quitter le logement 10 par les orifices de sortie 19. Le flux d'air FC se recombine alors avec le flux d'air FP, et éventuellement le flux de déviation FD, dans le ventilateur d'insufflation 7, permettant de récupérer l'intégralité du flux d'air neuf F en amont de la première sortie 4 et de ne pas altérer le rendement aéraulique du dispositif 1, comme déjà décrit en relation avec la figure 1. [0064] L'invention est maintenant décrite dans un deuxième mode de réalisation en référence aux figures 3 et 4, qui concerne un dispositif de ventilation dit « simple flux ». [0065] Comme visible sur ces figures, le dispositif de ventilation 1 comporte un seul groupe moto-turbine, qui correspond au ventilateur d'insufflation 7. Le dispositif de ventilation 1 comporte également un pavillon 22, connu de l'homme du métier, placé en amont du ventilateur d'insufflation 7, permettant notamment de concentrer le flux d'air neuf F avant son arrivée dans le ventilateur d'insufflation 7 et diminuer les recirculations d'air. [0066] Sur la figure 3, le pavillon 22 et le ventilateur d'insufflation 7 sont positionnés en aval de l'élément interne 9 et du logement 10. [0067] Selon la variante de réalisation présentée sur la figure 4, le pavillon 22 et le ven- tilateur d'insufflation 7 sont positionnés en amont de l'élément interne 9 et du logement 10. [0068] De préférence, selon ce mode de réalisation, l'élément interne 9 est un échangeur de 7 chaleur fluide liquide/air. Néanmoins, comme déjà décrit, l'invention n'est pas limitée à cc type d'échangeur, et l'on peut envisager un échangeur fluide gazeux/fluide gazeux, ou encore un filtre ou un déshumidificateur d'air. [0069] Comme déjà décrit en relation avec les figures 1 et 2, le logement 10 est percé de l'au moins un orifice d'entrée 17, placé en amont de l'élément interne 9 et qui permet l'entrée du flux d'air FC dans le logement 10. Lc logement 10 est aussi percé de l'au moins un orifice de sortie 19, placé en aval de l'élément interne 9 et qui permet la sortie du flux FC du logement 10. [0070] Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits en regard des figures 1 à 4 et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. [0071] Selon une variante non illustrée, les orifices d'entrée et/ou de sortie 17, 19 sont avan- tageusement munis d'une membrane imperméable à l'eau et perméable à l'air, ce qui permet d'éviter le contact entre l'eau contenue dans l'air du flux de contournement FC et les composants électroniques 11. [0072] Selon une autre variante non illustrée, les orifices d'entrée et/ou de sortie 17, 19, sont munis de dispositifs pour réguler le débit d'air du flux de contournement FC, tels que des registres pivotants montés mobiles entre une position d'ouverture complète de l'orifice associé et une position de fermeture complète de l'orifice associé. Cette variante est particulièrement avantageuse quand le canal de déviation est ouvert et que l'on souhaite ajuster les tailles d'orifices afin de continuer à refroidir le coffret électronique. [0073] On note que, de préférence, le dispositif de ventilation 1 comprend un filtre à air installé dans la première entrée 3, afin de purifier l'air neuf F. Grâce au filtre, l'air de déviation FD est dépourvu au maximum de poussières, dont la présence pourrait s'avérer nocive pour les composants électroniques 11. [0074] On note également de la description qui précède que le coffret électronique 10 et le canal de déviation 12 sont alimentés en air neuf, ce qui assure un meilleur fonctionnement du dispositif de ventilation 1 en cas d'incendie. [0075] On note que les modes de réalisation décrits, illustrés ou non, sont combinables dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles. [0076] Comme il ressort déjà de la description qui précède, le dispositif de ventilation 1 selon la présente invention assure un refroidissement efficace des composants électroniques 11 positionnés au sein du logement 10 sans altérer le rendement aéraulique du dispositif 1, tout en conservant au maximum le rendement thermique global et en diminuant l'encombrement du dispositif de ventilation 1 pat- rapport aux dispositifs de l'art antérieur. 8 REVENDICATIONS[Revendication 1] Dispositif de ventilation d'un local (L), tel qu'un bâtiment, comprenant un caisson (2) muni d'une entrée (3) d'un flux d'air (F) et d'une sortie (4) dudit flux d'air (F), le flux d'air (F) étant issu d'un extérieur du local (L) et à destination du local (L), ou issu du local (L) et à destination de l'extérieur du local (L), le dispositif de ventilation étant configuré pour que ledit flux d'air (F) circule dans le caisson (2) entre ladite entrée (3) et ladite sortie (4), le caisson (2) comportant au moins un logement (10) d'au moins un composant électronique (11) et un élément interne (9) distinct du logement (10), caractérisé en ce que l'élément interne (9) est conformé pour être traversé par une première partie du flux d'air (F), dite flux principal (FP), et le logement (10) est conformé pour être traversé par une deuxième partie du flux d'air (F), dite flux de contournement (FC), de sorte à refroidir ledit au moins un composant électronique (11) du logement (10). [Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le logement (10) comprend au moins un orifice d'entrée (17) du flux de contournement (FC) et un orifice de sortie (19) du flux de contournement (FC). [Revendication 3] Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel l'orifice d'entrée (17) est disposé en amont de l'élément interne (9) et l'orifice de sortie (19) est disposé en aval de l'élément interne (9). [Revendication 4] Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel l'un au moins des orifices d'entrée ou de sortie (17, 19) est muni d'une membrane imperméable à l'eau et perméable à l'air. [Revendication 5] Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, comprenant un moyen de régulation du débit du flux d'air de contournement (FC) dans l'un au moins de l'orifice d'entrée (17) et de l'orifice de sortie (19). [Revendication 6] Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit élément interne (9) est un échangeur de chaleur et/ou un filtre et/ou un déshumidificateur d'air. [Revendication 7] Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel l'échangeur de chaleur est un échangeur fluide gazeux/fluide gazeux ou un échangeur fluide liquide/fluide gazeux. [Revendication 8] Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant au moins un groupe moto-turbine (7, 8). [Revendication 9] Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel ledit groupe moto-turbine (7) est disposé en amont du logement (L) et de l'élément 9 [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] [Revendication 13] [Revendication 14] interne (9) ou en aval du logement (L) et de l'élément interne (9). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le caisson (2) comprend une entrée (5) d'un deuxième flux d'air (F') et une sortie (6) d'un deuxième flux d'air (F'), le dispositif étant conformé pour être traversé par ledit deuxième flux d'air (F') entre ladite deuxième entrée (5) d'air et ladite deuxième sortie (6) d'air. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel l'élément interne (9) est un échangeur de chaleur conformé pour faire échanger thermiquement le flux principal (FP) et le deuxième flux d'air (F'). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant un canal de déviation (12) et un moyen d'obturation (13) monté mobile entre une position d'obturation de l'élément interne (9) et une position d'obturation dudit canal de déviation (12). Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le logement (10) et le canal de déviation (12) sont disposés de sorte à être alimentés en air neuf. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comprenant un dispositif de filtration du flux d'air frais (F), de préférence disposé dans l'entrée (3).