Brevet FR3133429A1 — publié le 20230915

L’invention porte sur un diffuseur d’air comportant une grille (45). La grille comprend une zone centrale (46) formée d’une ouverture d’aspiration, et une zone périphérique (47) s’étendant à partir de la zone centrale et comprenant des ouvertures de soufflage (48). Dans la zone périphérique, la porosité est sensiblement uniforme, comprise entre 15% et 60%. La grille est adaptée pour laisser simultanément passer un air soufflé, dans une première direction, à travers les ouvertures de soufflage, et un air aspiré, dans une deuxième direction opposée à la première direction, à travers l’ouverture d’aspiration. L’invention porte également sur un système de traitement et/ou de conditionnement d’air comprenant une telle grille et sur une utilisation d’un tel système pour former une atmosphère traitée en qualité d’air et/ou conditionnée dans un espace réduit. Figure de l’abrégé : Figure 1 Diffuseur d’air apte à générer une bulle de confort La présente divulgation relève du domaine du confort thermique et de la qualité d’air. Plus particulièrement, la présente divulgation porte sur un diffuseur d’air, sur un système de conditionnement et/ou de traitement d’air comprenant un tel diffuseur et sur une utilisation d’un tel système pour le conditionnement et/ou le traitement de l’air. De manière courante, dans le domaine du confort thermique, il existe des solutions techniques bien éprouvées pour le chauffage de postes de travail. La plus utilisée pour le chauffage localisé se fait par rayonnement au travers de radiants infrarouge. Ces appareils sont limités au seul chauffage. On connaît également des solutions de climatisation par déplacement d’air, qui évitent de climatiser tout le volume d’un local, en ayant une action restreinte au volume d’occupation (de 0 à 2 m de hauteur en général). Ces solutions sont particulièrement intéressantes pour les locaux de grande hauteur. Mais pour de grands locaux industriels (plusieurs milliers de m²), la climatisation par déplacement demande au final de très grosses puissances, alors que dans bien des cas il n’y a que quelques opérateurs situés sur quelques dizaines de postes de travail disséminés dans tout le local industriel. Les aspects théoriques pour générer un environnement climatisé autour d’une personne ont fait l’objet de diverses publications, en particulier : “Thermal and dynamic study of a new concept of HVAC system using an annular air jet”, F. Penot, Ph. Meyer, Air Distribution in Rooms: Ventilation for Health and sustainable environment, H.B. Awbi, Elsevier, 2000, vol. 1, p 657-662, “Experimental Study of Non-Isothermal Diverging Swirling and Non-Swirling Annular Jets with Central Aspiration”, F. Penot, M. D. Pavlović, International Journal of Ventilation, 2010, vol. 8, n°4, p347-357. Le brevet français FR2799534B1 décrit une solution de production et de diffusion d’air froid. Cette solution n’a au final pas donné lieu à un appareil finalisé et commercialisé, car la production de chaud et de froid faisait appel à un échangeur de chaleur complexe à réaliser mixant eau froide et chaude à proximité d’une source électrique. Il existe un besoin pour un dispositif apte à aller au-delà de la seule climatisation, c’est-à-dire apte, selon les besoins, à chauffer ou climatiser et/ou à améliorer la qualité de l’air dans un volume réduit, par exemple de l’ordre du mètre cube, autour d’une personne. Ce problème de chauffage, de climatisation et de qualité d’air circonscrit à un volume réduit est bien connu : c’est un enjeu de la transition énergétique et de la maitrise des consommations énergétiques. Résumé La présente divulgation vient améliorer la situation. Il est proposé un diffuseur d’air comportant une grille, la grille comprenant : une zone centrale formée d’une ouverture d’aspiration, et une zone périphérique s’étendant à partir de la zone centrale, la zone périphérique comprenant une pluralité d’ouvertures de soufflage, la grille ayant, dans la zone périphérique, une porosité sensiblement uniforme, comprise entre 15% et 60%, de préférence entre 20% et 40%, plus préférentiellement entre 25% et 35%, la grille étant adaptée pour laisser simultanément passer un air soufflé, dans une première direction, à travers la pluralité d’ouvertures de soufflage, et un air aspiré, dans une deuxième direction opposée à la première direction, à travers l’ouverture d’aspiration. De par la configuration spécifique de la grille, le diffuseur d’air permet de créer une bulle de confort où l’air soufflé circulant dans la première direction est un air apporté vers la bulle de confort, et où l’air aspiré circulant dans la deuxième direction est un air évacué de la bulle de confort. De ce fait, le diffuseur d’air est apte, selon les besoins, à renouveler l’air dans un volume réduit, par exemple de l’ordre du mètre cube, autour d’une personne avec de l’air chauffé ou refroidi, traité ou non traité en qualité d’air. La porosité de la grille procure un écoulement uniforme de l’air soufflé en sortie des ouvertures de soufflage, et ce indépendamment de la température et de la qualité de l’air soufflé. Cet écoulement uniforme permet de réguler la température et la vitesse d’air dans la bulle de confort afin d’empêcher que le flux d’air soufflé atteigne localement des températures et des vitesses excessives, incompatibles avec le confort de la personne. Il est également proposé un système de traitement et/ou de conditionnement d’air comprenant : un tel diffuseur d’air, un dispositif de soufflage d’air, configuré pour entretenir une circulation de l’air soufflé dans la première direction, et un dispositif d’aspiration d’air raccordé à l’ouverture d’aspiration, configuré pour entretenir une circulation de l’air aspiré dans la deuxième direction. Grâce à la configuration spécifique du diffuseur d’air, le système proposé résout le problème d’assurer, en fonction des besoins, chauffage ou climatisation et/ou qualité d’air améliorée dans un volume réduit pour une puissance énergétique maîtrisée. Un tel système peut par exemple comprendre une pompe à chaleur air/air en tant que dispositif de soufflage d’air et en tant que dispositif d’aspiration d’air. Il est également proposé une utilisation d’un tel système pour former une atmosphère traitée en qualité d’air et/ou conditionnée dans un espace réduit, en particulier autour d’une personne. Le diffuseur d’air ci-avant peut comprendre optionnellement certaines fonctions supplémentaires telles que définies ci-après. Par exemple, la grille peut être quadrangulaire, par exemple carrée. Une telle forme, applicable à la grille comme au diffuseur d’air dans son ensemble, est compatible avec les exigences de confort au sein de la bulle de confort et présente en outre l’avantage d’une simplicité de fabrication. Par exemple, la grille peut avoir une dimension comprise entre 50 cm et 150 cm, de préférence entre 70 cm et 90 cm. De telles dimensions conviennent pour assurer le confort d’une personne. Par exemple, la zone périphérique peut être subdivisée, relativement à la zone centrale, en une sous-zone proximale et une sous-zone distale, la porosité de la grille dans la sous-zone proximale étant supérieure à la porosité de la grille dans la sous-zone distale. Accroître la porosité dans la sous-zone proximale sert l’objectif d’aboutir à une homogénéisation d’air soufflé sur l’ensemble de la grille, zone centrale comprise. La zone centrale étant occupée par une ouverture d’aspiration et non de soufflage, le débit d’air soufflé à travers la zone centrale est nul. Accroître la porosité dans la sous-zone proximale permet de compenser cette absence de débit à travers la zone centrale, en assurant un débit plus rapide d’air soufflé à proximité du centre de la grille qu’au niveau des bords de la grille. Par exemple, la zone périphérique de la grille peut comprendre un centre de symétrie. Ceci permet d’homogénéiser l’écoulement de l’air soufflé sur le pourtour de la bulle de confort Par exemple la grille peut être agencée, dans le diffuseur d’air, de manière à délimiter une frontière entre un espace interne supérieur et un espace interne inférieur s’étendant jusqu’à une face inférieure, la face inférieure comprenant, en bordure, une fente de soufflage, la face inférieure comprenant une fente d’aspiration circonscrite par la fente de soufflage, la fente de soufflage étant raccordée à la pluralité d’ouvertures de soufflage de manière à former, dans l’espace interne inférieur, un passage inférieur d’air soufflé, la fente d’aspiration étant raccordée à l’ouverture d’aspiration de manière à former, dans l’espace interne inférieur, un passage d’air aspiré cloisonné du passage inférieur d’air soufflé. La configuration spécifique de l’espace interne inférieur permet de délimiter la bulle de confort à l’aide d’un rideau d’air soufflé, formant une barrière immatérielle, provenant de la fente de soufflage, tout en assurant une reprise d’air depuis l’intérieur de la bulle de confort, cette reprise d’air étant compatible avec les exigences de confort, à travers la fente d’aspiration. Par exemple, l’espace interne supérieur peut s’étendre à l’intérieur d’un boîtier comprenant deux bouches de soufflage opposées raccordées à la pluralité d’ouvertures de soufflage de manière à former, dans l’espace interne supérieur, un passage supérieur d’air soufflé. Opposer les bouches de soufflage permet d’homogénéiser en partie l’écoulement de l’air soufflé avant même son passage à travers les ouvertures de soufflage. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 illustre un système de conditionnement et/ou de traitement d’air dans un exemple de réalisation. Fig. 2 représente schématiquement un circuit de conditionnement et/ou de traitement d’air recyclé dans un exemple de réalisation. Fig. 3 représente schématiquement un circuit de renouvellement d’air, dans un exemple de réalisation. Fig. 4 illustre une partie supérieure d’un diffuseur d’air dans un exemple de réalisation. Fig. 5 illustre une grille pouvant être intégrée au diffuseur d’air de la . Fig. 6 illustre une division en quadrants de la zone périphérique grille de la dans un exemple de réalisation. Fig. 7 illustre une division en sous-zones de la zone périphérique de la grille de la dans un exemple de réalisation. Fig. 8 illustre une partie inférieure d’un diffuseur d’air dans un exemple de réalisation. Diffuseur d’air comportant une grille (45), la grille comprenant : une zone centrale (46) formée d’une ouverture d’aspiration, et une zone périphérique (47) s’étendant à partir de la zone centrale, la zone périphérique comprenant une pluralité d’ouvertures (48) de soufflage, la grille ayant, dans la zone périphérique, une porosité sensiblement uniforme, comprise entre 15% et 60%, de préférence entre 20% et 40%, plus préférentiellement entre 25% et 35%, la grille étant adaptée pour laisser simultanément passer un air soufflé, dans une première direction, à travers la pluralité d’ouvertures de soufflage, et un air aspiré, dans une deuxième direction opposée à la première direction, à travers l’ouverture d’aspiration. Diffuseur d’air selon la revendication 1, dans lequel la grille est quadrangulaire, par exemple carrée. Diffuseur d’air selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la grille a une dimension comprise entre 50 cm et 150 cm, de préférence entre 70 cm et 90 cm. Diffuseur d’air selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la zone périphérique est subdivisée, relativement à la zone centrale, en une sous-zone proximale et une sous-zone distale, la porosité de la grille dans la sous-zone proximale étant supérieure à la porosité de la grille dans la sous-zone distale. Diffuseur d’air selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel la zone périphérique de la grille comprend un centre de symétrie. Diffuseur d’air selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la grille est agencée, dans le diffuseur d’air, de manière à délimiter une frontière entre un espace interne supérieur (401) et un espace interne inférieur (402) s’étendant jusqu’à une face inférieure, la face inférieure comprenant, en bordure, une fente de soufflage (67), la face inférieure comprenant une fente d’aspiration (66) circonscrite par la fente de soufflage, la fente de soufflage étant raccordée à la pluralité d’ouvertures de soufflage de manière à former, dans l’espace interne inférieur, un passage inférieur d’air soufflé, la fente d’aspiration étant raccordée à l’ouverture d’aspiration de manière à former, dans l’espace interne inférieur, un passage d’air aspiré cloisonné du passage inférieur d’air soufflé. Diffuseur d’air selon la revendication 6, l’espace interne supérieur s’étendant à l’intérieur d’un boîtier (40) comprenant deux bouches de soufflage opposées raccordées à la pluralité d’ouvertures de soufflage de manière à former, dans l’espace interne supérieur, un passage supérieur d’air soufflé. Système de traitement et/ou de conditionnement d’air comprenant : - un diffuseur d’air selon l’une des revendications 1 à 7, - un dispositif de soufflage d’air configuré pour entretenir une circulation de l’air soufflé dans la première direction, - un dispositif d’aspiration d’air raccordé à l’ouverture d’aspiration, configuré pour entretenir une circulation de l’air aspiré dans la deuxième direction. Système selon la revendication 8, comprenant une pompe à chaleur air/air en tant que dispositif d’aspiration d’air, en tant que dispositif de soufflage d’air et, optionnellement, en tant que dispositif de filtration d’air. Utilisation d’un système selon la revendication 8 ou 9 pour former une atmosphère traitée en qualité d’air et/ou conditionnée dans un espace réduit, en particulier autour d’une personne.