Brevet FR3110220A1 — publié le 20211119

L’invention concerne un ensemble de filtration (1) pour unité de ventilation d’un flux d’air (2), comprenant un cadre (3) destiné à équiper ladite unité de ventilation et définissant une fenêtre (5) de passage du flux d’air (2), et un filtre particulaire (13) monté dans le cadre (3) pour obturer la fenêtre (5) du cadre (3) et être traversé par le flux d’air (2) à traiter. Selon l’invention, l’ensemble de filtration (1) comprend un filtre photocatalytique (8) revêtu d’un agent photocatalyseur et positionné pour être traversé par le flux d’air (2) en aval du filtre particulaire (13), et au moins une source lumineuse (10) apte à émettre un rayonnement ultraviolet pour irradier le filtre photocatalytique (8). Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Ensemble de filtration pour unité de ventilation La présente invention se rapporte au secteur technique de la filtration et de la décontamination de l’air, et concerne plus particulièrement un ensemble de filtration destiné à équiper une unité de ventilation. On entend par unité de ventilation, un appareil électrique au sens du Règlement de l’union européenne n° 1253/2014 du 7 juillet 2014 portant mise en œuvre de la directive 2009/125/CE du Parlement européen et du Conseil en ce qui concerne les exigences d’écoconception pour les unités de ventilation. En d’autres termes, une unité de ventilation est un appareil équipé d’au moins une turbine, d’un moteur et d’un caisson et destiné à remplacer l’air vicié par de l’air extérieur dans un bâtiment ou une partie de bâtiment. L’expression unité de ventilation doit être comprise au sens large, qu’elle soit résidentielle ou non-résidentielle, simple flux ou double flux. Il peut s’agir, à titre d’exemples non limitatifs, d’un système de ventilation et de climatisation d’un bâtiment, tel qu’un réseau ou une centrale de traitement d’air, un caisson de filtration d’air sur toiture, communément appelé par le terme anglais « rooftop » , une pompe à chaleur, une ventilation mécanique contrôlée (VMC), etc. Art antérieur Il est connu de l’art antérieur une centrale ou réseau de traitement d’air équipé d’un ensemble de filtration comprenant un cadre définissant une fenêtre de passage du flux d’air dans lequel est monté un filtre particulaire positionné pour obturer la fenêtre du cadre et être traversé par le flux d’air à traiter. En fonction de l’efficacité du filtre, cette solution donne entière satisfaction pour la filtration de particules, mais présente une efficacité limitée pour éviter les risques de contamination et de propagation virale. Selon d’autres solutions, et notamment pour le traitement des odeurs, le cadre de la centrale de traitement d’air présente un filtre à charbon actif, et pour des applications germicides, bactéricides, fongicides ou virucides, il est connu d’équiper la centrale d’un module comprenant un filtre à charbon revêtu de dioxyde de titane et irradié par une lampe apte à émettre un rayonnement ultraviolet. Cependant, outre que l’efficacité de cette dernière solution puisse être améliorée, celle-ci présente l’inconvénient de nécessiter un assemblage spécifique sur la centrale de traitement d’air. L’un des buts de l’invention est donc de remédier aux inconvénients de l’art antérieur en proposant un ensemble de filtration pour unité de ventilation permettant d’assurer une filtration optimale, notamment de particules aérosols d’un diamètre inférieur à 1 µm, par exemple 0,3 µm, tout en évitant les risques de contamination et de propagation de germes, virus, bactéries, champignons, spores, etc. Un autre objectif de l’invention est de fournir un tel ensemble de filtration qui soit facilement installable sur une unité de ventilation, telle qu’une centrale ou un réseau de traitement d’air, de préférence sans aucune modification des éléments universels et standards de ladite unité de ventilation. À cet effet, il a été mis au point un ensemble de filtration pour unité de ventilation d’un flux d’air, comprenant un cadre destiné à équiper ladite unité de ventilation et définissant une fenêtre de passage du flux d’air, et un filtre particulaire monté dans le cadre pour obturer la fenêtre du cadre et être traversé par le flux d’air à traiter. Selon l’invention, l’ensemble de filtration comprend également un filtre photocatalytique revêtu d’un agent photocatalyseur et positionné pour être traversé par le flux d’air en aval du filtre particulaire, et au moins une source lumineuse apte à émettre un rayonnement ultraviolet pour irradier le filtre photocatalytique. De cette manière, l’ensemble de filtration selon l’invention permet, d’une part, de filtrer des particules aérosols, et d’autre part, de décontaminer le flux d’air par une réaction photocatalytique activée par le rayonnement ultraviolet détruisant ainsi les micro-organismes aérosols, notamment bactéries, champignons, virus, germes, spores, etc., ainsi que les polluants chimiques, COV, composants azotés, allergènes, odeurs etc. En fonction des performances du filtre particulaire, par exemple si le filtre particulaire est un filtre classé ePM1 selon la norme ISO 16890, celui-ci arrête au minimum 50% des particules de diamètre inférieur à 1 µm. Le filtre photocatalytique peut être de tout type approprié, par exemple un support fibreux, à base de fibres de verre, ou de façon préférée un filtre à charbon actif. Le revêtement photocatalyseur peut également être de tout type approprié, par exemple des agents photocatalyseurs choisis dans le groupe des oxydes métalliques, des oxydes alcalino terreux, des oxydes d’actinide et des oxydes de terres rares. De façon préférée, le photocatalyseur utilisé est du dioxyde de titane. La source lumineuse est quant à elle apte à émettre un rayonnement ultraviolet d’une longueur d’onde comprise entre 200 nm et 380 nm, et de préférence un rayonnement UVC, d’une longueur d’onde comprise entre 200 nm et 280 nm, par exemple 254 nm. Le cadre de l’ensemble de filtration selon l’invention lui permet de s’adapter facilement à une unité de ventilation existante. De préférence, le cadre comprend des côtés à section en forme de « L » pour définir une paroi de fond dans laquelle est ménagée la fenêtre du cadre, la paroi de fond délimitant autour de la fenêtre une bordure périphérique d’appui pour le filtre particulaire. Selon une forme de réalisation particulière, le filtre photocatalytique et la source lumineuse sont intégrés dans un caisson assemblé avec le cadre, le caisson comprenant une face avant obturée par le filtre photocatalytique et positionné en correspondance et en communication avec la fenêtre du cadre. Le caisson est assemblé avec le cadre de toute manière appropriée, et par exemple la face avant est bordée par une collerette périphérique et parallèle à la face avant. Cette collerette permet de fixer le caisson au cadre, par exemple vissage. Selon une forme de réalisation préférée, la collerette périphérique du caisson est positionnée entre le filtre particulaire et la paroi de fond du cadre pour permettre le maintien en position dudit caisson. Cette caractéristique permet de pouvoir assembler le caisson avec un cadre existant déjà équipé d’un filtre particulaire, sans modifier la structure du cadre, et sans nécessiter d’élément de fixation additionnel. Le montage est simple et rapide, et s’effectue par l’intérieur du cadre avec une étanchéité optimale. De préférence, le filtre photocatalytique est positionné dans le caisson à l’affleurement de la face avant et en appui contre des languettes opposées à la face avant par rapport au filtre photocatalytique, et en saillie d’au moins deux faces latérales opposées du caisson. Cette caractéristique permet de faciliter davantage le montage du caisson, sans nécessiter d’élément de fixation particulier, le filtre photocatalytique est simplement inséré dans le caisson et est maintenu en position au niveau de la face avant du caisson, entre le filtre particulaire et les languettes en saillie du caisson. Afin de faciliter davantage le montage de l’ensemble de filtration selon l’invention, au moins deux côtés opposés du cadre comprennent intérieurement des loquets montés de manière pivotante pour passer d’une position de verrouillage dans laquelle les loquets viennent en contact avec le filtre particulaire pour le maintenir position, à une position de déverrouillage dans laquelle les loquets n’exercent aucune emprise sur le filtre particulaire. Il ressort de ces caractéristiques que le montage du filtre particulaire dans le cadre, le montage du filtre photocatalytique dans le caisson, et l’assemblage du caisson avec le cadre sont très nettement facilités et ne nécessitent aucun outil particulier, ni moyen fixation additionnel. De préférence, le cadre est un cadre universel présentant une longueur de 610 mm, et une largeur de 610 mm, 508 mm ou 305 mm. De cette manière, il ressort de ces caractéristiques que l’ensemble de filtration selon l’invention peut équiper une unité de ventilation de dimensions standards, telle qu’une centrale de traitement d’air standard, en réutilisant éventuellement son cadre, sans modification ni aucun outil particulier pour le montage. Selon l’invention, il est donc possible de partir d’un cadre universel standard déjà équipé d’un simple filtre à particules, pour lui adjoindre le caisson équipé du filtre photocatalytique et de la source lumineuse. Description sommaire des figures D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est réalisée ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à : la figure 1 est une vue en coupe d’un ensemble de filtration selon l’invention. Description détaillée de l’invention En référence à l’unique figure 1, l’invention concerne un ensemble de filtration (1) d’un flux d’air (2) destiné à équiper une unité de ventilation, par exemple une centrale ou un réseau de traitement d’air, en utilisant de préférence un cadre dit « universel » équipant l’ensemble de filtration (1) d’origine de la centrale de traitement, sans aucune modification, ni outil, ni élément de fixation additionnel, et afin de permettre de filtrer des particules aérosols, notamment d’un diamètre inférieur à 1 µm, et de réaliser une décontamination pour éviter toute propagation de bactéries, virus, germes, odeurs, COV, etc. À cet effet, l’ensemble de filtration (1) comprend un cadre (3), de préférence universel, c’est à dire présentant une longueur de 610 mm, et une largeur de 610 mm, 508 mm ou 305 mm, avec des côtés à section en forme de « L » de manière à définir une paroi de fond (4) dans laquelle est ménagée une fenêtre (5) de passage du flux d’air (2) à traiter. L’ensemble de filtration (1) comprend également un caisson (6) comprenant une face avant (7) obturée par un filtre photocatalytique (8) revêtu d’un agent photocatalyseur positionné à l’intérieur et à l’affleurement de ladite face avant (7), et en appui contre des languettes (9) en saillie d’au moins deux faces latérales opposées du caisson (6). De préférence, le filtre photocatalytique (8) revêtu d’un agent photocatalyseur est un filtre à charbon actif revêtu de dioxyde de titane, mais tout autre filtre ou support, et tout autre agent photocatalyseur pourraient être utilisés sans sortir du cadre de l’invention. Le caisson (6) comprend intérieurement au moins une, et par exemple trois ou quatre sources lumineuses (10) aptes à émettre un rayonnement ultraviolet, positionnées derrière le filtre photocatalytique (8) pour l’irradier. Les sources lumineuses (10) sont par exemple des lampes UV de 36W émettant un rayonnement d’une longueur d’onde comprise entre 200 nm et 380 nm, et de préférence un rayonnement UVC d’une longueur d’onde comprise entre 200 nm et 280 nm, par exemple 254 nm. Les sources lumineuses (10) sont fixées de toute manière appropriée au caisson (6), et sont reliées à une source d’alimentation électrique, non représentée. Par exemple, les culots des lampes UV sont fixés à une paroi de fond (11) du caisson (6). Le caisson (6) présente une profondeur adaptée pour positionner les sources lumineuses (10) de préférence à une distance de 10 à 30 cm, par exemple 20 cm du filtre photocatalytique (8). Par exemple, le caisson (6) présente une profondeur de 280 mm et présente donc un encombrement relativement réduit. La face avant (7) du caisson (6), obturée par le filtre photocatalytique (8), est positionnée en correspondance et en communication avec la fenêtre (5) du cadre (3), et présente donc des dimensions qui lui sont adaptées. Pour l’assemblage du caisson (6) avec le cadre (3), la face avant (7) du caisson (6) est bordée par une collerette périphérique (12) parallèle à ladite face avant (7) de sorte à pouvoir insérer le caisson (6) à l’intérieur de la fenêtre (5) du cadre (3), jusqu’à ce que ladite collerette (12) vienne en butée contre une bordure périphérique d’appui constituée par la paroi de fond (4) du cadre (3), intérieurement au cadre (3). L’ensemble de filtration (1) comprend également un filtre particulaire (13) monté à l’intérieur du cadre (3), par exemple un filtre classé ePM1 selon la norme ISO 16890, éventuellement plissé avec un espace de 4 à 50 mm, par exemple 6 mm entre les plis. Bien entendu, tout autre filtre particulaire (13), plissé ou non, peut être utilisé en fonction de l’application et des performances désirées, sans sortir du cadre de l’invention. La paroi de fond (4) autour de la fenêtre (5) du cadre (3) délimite également une bordure périphérique d’appui pour le filtre particulaire (13), lequel filtre présente des dimensions ajustées au cadre (3) et est simplement positionné au fond du cadre (3) en appui contre la bordure périphérique d’appui, et notamment contre la collerette (12) du caisson (6) pour le maintenir en position. Le cadre (3) universel comprend, sur au moins deux de ses côtés opposés, et intérieurement, des loquets (14) montés de manière pivotante pour passer d’une position de verrouillage, illustrée, dans laquelle les loquets (14) viennent en contact avec le filtre particulaire (13) pour le maintenir en position, et par conséquent pour maintenir en position le caisson (6), à une position de déverrouillage, non illustrée, dans laquelle les loquets (14) n’exercent aucune emprise sur le filtre particulaire (13) pour autoriser le retrait du filtre particulaire (13) et du caisson (6). De cette manière, le filtre particulaire (13) et le filtre photocatalytique (8) revêtu d’un agent photocatalyseur sont positionnés l’un derrière l’autre pour obturer la fenêtre (5) du cadre (3) et être traversés, dans cet ordre, par le flux d’air (2) à traiter. De cette manière, l’invention fournit un ensemble de filtration (1) comprenant un cadre (3), de préférence universel, qui s’adapte donc facilement aux unités de ventilation existantes, par exemple aux centrales ou réseaux de traitement d’air existants, sans modification, en permettant d’assurer une filtration optimale, notamment de particules aérosols d’un diamètre inférieur à 1 µm, par exemple de 0,3 µm, et tout en évitant les risques de contamination et de propagation de germes, virus, odeurs, bactéries, champignons, etc. par la réaction photocatalytique générée par le rayonnement ultraviolet sur le filtre photocatalytique (8). L’air traité s’échappe ensuite par exemple par des orifices, non représentés, ménagés dans les parois latérales ou de fond (11) du caisson (6), ou par toute autre évacuation appropriée. Ensemble de filtration (1) pour unité de ventilation d’un flux d’air (2), comprenant un cadre (3) destiné à équiper ladite unité de ventilation et définissant une fenêtre (5) de passage du flux d’air (2), et un filtre particulaire (13) monté dans le cadre (3) pour obturer la fenêtre (5) du cadre (3) et être traversé par le flux d’air (2) à traiter, caractérisé en ce qu’il comprend un filtre photocatalytique (8) revêtu d’un agent photocatalyseur et positionné pour être traversé par le flux d’air (2) en aval du filtre particulaire (13), et au moins une source lumineuse (10) apte à émettre un rayonnement ultraviolet pour irradier le filtre photocatalytique (8). Ensemble de filtration (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre (3) comprend des côtés à section en forme de « L » pour définir une paroi de fond (4) dans laquelle est ménagée la fenêtre (5) du cadre (3), la paroi de fond (4) délimitant autour de la fenêtre (5) une bordure périphérique d’appui pour le filtre particulaire (13). Ensemble de filtration (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre photocatalytique (8) et la source lumineuse (10) sont intégrés dans un caisson (6) assemblé avec le cadre (3), le caisson (6) comprenant une face avant (7) obturée par le filtre photocatalytique (8) et positionnée en correspondance et en communication avec la fenêtre (5) du cadre (3). Ensemble de filtration (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la face avant (7) du caisson (6) est bordée par une collerette périphérique (12) parallèle à la face avant (7) et positionnée entre le filtre particulaire (13) et la paroi de fond (4) du cadre (3) pour le maintien en position du caisson (6). Ensemble de filtration (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le filtre photocatalytique (8) est positionné dans le caisson (6) à l’affleurement de la face avant (7) et en appui contre des languettes (9) opposées à la face avant (7) par rapport au filtre photocatalytique (8), et en saillie d’au moins deux faces latérales opposés du caisson (6). Ensemble de filtration (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’au moins deux côtés opposés du cadre (3) comprennent intérieurement des loquets (14) montés de manière pivotante pour passer d’une position de verrouillage dans laquelle les loquets (14) viennent en contact avec le filtre particulaire (13) pour le maintenir en position, à une position de déverrouillage dans laquelle les loquets (14) n’exercent aucune emprise sur le filtre particulaire (13). Ensemble de filtration (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre (3) est un cadre universel présentant une longueur de 610 mm, et une largeur de 610 mm, 508 mm ou 305 mm. Ensemble de filtration (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre photocatalytique (8) est un filtre à charbon actif. Ensemble de filtration (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’agent photocatalyseur est du dioxyde de titane. Ensemble de filtration (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source lumineuse est apte à émettre un rayonnement ultraviolet d’une longueur d’onde comprise entre 200 nm et 280 nm, de préférence 254 nm.