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Installation de conditionnement d'air La présente invention a pour objet une installation de conditionnement d'air d'une pièce ou d'un local comprenant : (a) un dispositif de chauffage et/ou de refroidissement ; (b) une ou des canalisations de distribution d'air, ladite ou lesdites canalisations se terminant chacune par au moins une bouche de sortie ; (c) un dispositif d'aspiration d'air provenant du dispositif de chauffage et de refoulement d'air dans la ou les canalisations de distribution ; (d) une bouche d'aspiration d'air extérieur ; (e) un conduit s'étendant entre la bouche d'aspiration et le dispositif de chauffage, et (f) un dispositif de filtration disposé entre la bouche d'aspiration et le dispositif de chauffage, ce dispositif de filtration comportant un matelas filtrant et/ou une grille de filtration.
On connaît des installations de ce type. Ces installations connues présentent des inconvénients divers, tels que sensation de courant d'air, sensation de froid, sensation de dessèchement, bruit, variation importante de température aux bouches de sortie ou de pulsion, etc., de tels inconvénients conduisant à une impression d'inconfort.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et a pour objet une installation du type décrit ci-avant qui se caractérise en ce que la ou les bouches de sortie ou de pulsion sont munies d'un matelas filtrant au travers duquel l'air provenant de la ou des canalisations passe, ledit matelas filtrant de bouche de sortie ou de pulsion présentant une porosité initiale telle que qu'au moins 85% des particules d'un diamètre supérieur à 4m soient arrêtées, mais qu'au plus 80% des particules d'un diamètre supérieur à 0,6 um soient arrêtées, et une résistance initiale
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au passage de l'air comprise entre 30 et 80 Pa.
Un tel matelas de bouche de sortie ou de pulsion assure l'arrêt de particules, mais permet surtout une excellente diffusion de l'air sortant de la bouche, une faible vitesse de l'air aux bouches de sortie ou de pulsion, et de moindre variations de température de l'air aux bouches de sortie ou de pulsion.
De façon avantageuse, ledit matelas filtrant de bouche de sortie ou de pulsion présente une porosité initiale au passage des particules telles que qu'au moins 90% des particules d'un diamètre supérieur à 4um soient arrêtées, mais qu'au plus 80% des particules d'un diamètre supérieur à 1 um soient arrêtées.
Selon une forme de réalisation particulière, ledit matelas filtrant de bouche de sortie ou de pulsion présente une porosité initiale au passage des particules telles que qu'au moins 85% des particules d'un diamètre supérieur à 4um soient arrêtées, mais qu'au plus 80% des particules d'un diamètre supérieur à 2 um soient arrêtées.
De préférence, ledit matelas filtrant de bouche de sortie ou de pulsion présente au moins une première et une deuxième couches de porosité initiale différente, la première couche présentant une porosité initiale supérieure à la porosité initiale de la deuxième couche, ladite première couche étant tournée vers la canalisation de distribution par rapport à la deuxième couche. Un tel matelas est avantageux car il se bouche moins vite qu'un matelas constitué uniquement par la deuxième couche, car il assure un débit de passage d'air ou une résistance de passage sensiblement constante sur de longues périodes de temps, car il assure une temporisation améliorée des variations de température.
Selon des formes de réalisation préférées, le dispositif de filtration situé entre la bouche d'aspiration et le dispositif de chauffage comporte un matelas filtrant et/ou une grille présentant une porosité initiale arrêtant au plus 80% des particules présentant un diamètre supérieur à 4/lm. Avantageusement, ce dispositif de filtration
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présente une résistance au passage de l'air moindre que celle du ou des matelas filtrants des bouches de sortie ou de pulsion.
Selon une particularité d'une forme de réalisation, l'installation comporte une bouche d'aspiration d'air dans la pièce ou local, cette bouche étant reliée à un conduit pour amener de l'air du local vers le dispositif de filtration, et avantageusement une évacuation d'air aspiré hors de la pièce ou du local vers l'extérieur.
Selon une forme de réalisation particulière et avantageuse d'un point de vue économique, l'installation comporte au moins deux dispositifs de chauffage distincts.
Par exemple, elle comporte en tant que dispositifs de chauffage une pompe à chaleur et un dispositif choisi parmi les dispositifs de chauffage électrique, les dispositifs de chauffage au gaz, les dispositifs de chauffage au mazout, les dispositifs de chauffage au charbon, les dispositifs de chauffage au bois et les dispositifs de chauffage récupérant la chaleur provenant de fumées de combustion.
Selon un détail de l'installation, elle comporte un caisson dans lequel sont logés le dispositif de filtration, les dispositifs de chauffage et le dispositif d'aspiration et de refoulement de l'air. Le dispositif de filtration et le dispositif de chauffage sont avantageusement situés entre le dispositif d'aspiration et de refoulement, les parois internes de la partie du caisson située entre le dispositif de filtration et le dispositif d'aspiration étant avantageusement recouvertes ou munies d'une couche à cellules ouvertes, telle qu'une couche de mousse à cellules ouvertes. Une telle couche, d'une épaisseur de 0,3 mm à 1 cm par exemple, assure une excellente isolation phonique du caisson.
Avantageusement, l'installation comporte un dispositif de régulation. Par exemple, le dispositif de régulation comporte une sonde de température et une unité de commande des dispositifs de chauffage et/ou de refroidissement en fonction de la température détectée par la sonde. En particulier, l'unité de commande comporte un moyen de mesure du temps ou une horloge, et un moyen de sélection du dispositif de chauffage à utiliser en fonction de l'heure mesurée par ledit moyen de mesure du
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temps. Ceci permet de faire fonctionner le dispositif de chauffage électrique aux heures creuses ou de faible tarification de l'énergie électrique, et le dispositif de chauffage au gaz, mazout, etc. aux heures de pointe ou de tarification importante de l'énergie électrique.
Selon un détail d'une forme de réalisation, l'installation comporte une sonde de température extérieure, un premier dispositif de chauffage constitué par une pompe à chaleur et un deuxième dispositif de chauffage, l'unité de commande assurant le fonctionnement de la pompe à chaleur tant que la température détectée par ladite sonde est supérieure à 0 C, en particulier supérieure à 5 C.
Des particularités et détails d'installations suivant l'invention ressortiront de la description détaillée suivante dans laquelle il est fait référence aux dessins ciannexés. Dans ces dessins, la figure 1 est une vue schématique d'une première installation suivant l'invention ; la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1, mais avec deux dispositifs de chauffage distincts, et la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2, mais avec une pompe à chaleur supplémentaire.
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L'installation de conditionnement d'air d'une pièce ou d'un local 1, tel que l'habitacle d'un véhicule, représentée à la figure 1 comprend : (a) un dispositif de chauffage 2 ; (b) une canalisation 3 de distribution d'air, ladite canalisation se terminant par deux bouches de sortie ou de pulsion 4 pour amener de l'air dans le local 1 ; (c) un dispositif d'aspiration 5 d'air provenant du dispositif de chauffage 2 et de refoulement d'air dans la canalisation de distribution 3 ; (d) une bouche d'aspiration 6 d'air extérieur ; (e) un conduit 7 s'étendant entre la bouche d'aspiration 6 et le dispositif de chauffage
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(f) un dispositif de filtration 8 disposé entre la bouche d'aspiration 6 et le dispositif de chauffage 2, ce dispositif de filtration comportant un matelas filtrant 9 ou une grille de filtration ;
(g) une bouche d'aspiration 10 d'air du local 1, cette bouche 10 étant montée sur un conduit 11 pour recycler ou ramener de l'air du local vers le dispositif de chauffage 2 ; (h) une boite de distribution 12 assurant le mélange d'air frais provenant de la bouche
6 et d'air recyclé provenant de la bouche 10, et assurant éventuellement le rejet par une conduite 13 vers l'extérieur d'air provenant de la bouche 10, et (i) un dispositif de régulation 14.
Avantageusement, l'installation comporte également un dispositif de refroidissement 21, tel qu'un circuit dans lequel un fluide (fluide froid, eau) circule, pour abaisser la température de l'air à apporter au local.
Les bouches de sortie ou de pulsion 4 sont munies d'un matelas filtrant 4A au travers duquel l'air provenant de la ou des canalisations passe, ledit matelas filtrant présentant une porosité initiale telle que qu'au moins 85% des particules d'un diamètre supérieur à 4um soient arrêtées, mais qu'au plus 80% des particules d'un diamètre supérieur à 0,6 um soient arrêtées, et une résistance initiale au passage de l'air comprise entre 30 et 80 Pa. Ce matelas répond avantageusement à la classe EU4 de la classification EUROVENT4/5. Un tel matelas est avantageusement un matelas filtrant présentant une porosité initiale au passage des particules telles que
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qu'au moins 90% des particules d'un diamètre supérieur à 4um soient arrêtées, mais qu'au plus 80% des particules d'un diamètre supérieur à 2 um soient arrêtées.
Le matelas utilisé présente de préférence au moins une première et une deuxième couches de porosité initiale différente, la première couche 4A1 présentant une porosité initiale supérieure à la porosité initiale de la deuxième couche 4A2, ladite première couche 4A1 étant tournée vers la canalisation de distribution 3 par rapport à
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la deuxième couche. Dans le cas où le matelas est formé de mat de fibres, la densité de fibres de la deuxième couche est supérieure à celle de la première couche.
L'épaisseur totale de ce matelas est par exemple comprise entre 0,5 et 2 cm.
L'épaisseur de la première couche 4Al est avantageusement supérieure à celle de la deuxième couche 4A2. On remplace ou on nettoie ce matelas après un nombre d'heures d'utilisation ou dès que la résistance de passage de l'air au travers du matelas dépasse une valeur prédéterminée, par exemple de 250 Pa maximum.
Evidemment, il est possible de prévoir un ou des dispositifs pour mesurer cet accroissement de résistance et/ou un dispositif d'alarme lorsque la résistance dépasse une valeur de 200-250 Pa par exemple. Le cas échéant, il est possible de prévoir des dispositifs de mesure et/ou d'alarme d'accroissement de résistance de passage à une bouche de sortie ou de pulsion (bouche témoin), à des bouches de sortie ou de pulsion, ou à chacune des bouches de sortie ou de pulsion.
Le dispositif de filtration situé entre la bouche d'aspiration et le dispositif de chauffage comporte un matelas filtrant et/ou une grille présentant une porosité initiale arrêtant au plus 80% des particules présentant un diamètre supérieur à 4um.
Un tel matelas répond par exemple à classe EU 2 de la classification EUROVENT 4/5. La résistance au passage de ce matelas filtrant (résistance par m2 de surface de passage) est moindre que la résistance au passage du matelas filtrant des bouches de sortie ou de pulsion 4 (résistance par m2 de surface de passage). La résistance initiale de passage du matelas filtrant du dispositif de filtration du caisson est par exemple de moins de 25 Pa, tandis que la résistance maximale admissible pour ce matelas est de 100 à 150 Pa.
Sur le conduit 7-est montée une vanne ou un clapet 15 pour arrêter tout passage d'air dans le dispositif de chauffage dès qu'une teneur en fumées supérieure à une valeur déterminée est détectée. Ce clapet 15 est commandé par le dispositif de régulation 14 et sert de système ou porte anti-feu.
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Le dispositif de régulation comporte une sonde de température 16 de l'air du local, une sonde de température 17 de l'air extérieur, une sonde de température 18 de l'air sortant de la boite 12. En fonction de la température désirée dans le local 1 et des températures mesurées par les sondes 16 et 17, le dispositif de régulation contrôle le fonctionnement de la résistance chauffant ou dispositif de chauffage 2, le fonctionnement du ventilateur 5, le fonctionnement de la boite 12 pour déterminer la quantité d'air à recycler.
Avantageusement, la bouche d'aspiration 10 est également muni d'un matelas filtrant 10A. Ce matelas filtrant répond par exemple à classe EU 2 de la classification EUROVENT 4/5. La résistance au passage de ce matelas filtrant (résistance par m2 de surface de passage) est moindre que la résistance au passage du matelas filtrant des bouches 4 (résistance par m2 de surface de passage).
Les bouches de sortie ou de pulsion 4 sont avantageusement placées au voisinage du sol du local ou au niveau du sol.
Les matelas filtrants 4A permettent une excellente diffusion de l'air sortant des bouches 4 et donc de la chaleur de cet air, une faible vitesse de l'air, l'absence ou l'amortissement du bruit de la ventilation, la non circulation de poussières dans le local, un temps de séjour plus important de l'air dans le dispositif de chauffage et donc un meilleur chauffage de l'air et un meilleur contrôle de sa température. La vitesse de l'air sortant des bouches 4 est par exemple de l'ordre de 0,25 à 0,75 mis, cette vitesse dépendant avantageusement de la température.
Le matelas 10A permet quant à lui une aspiration mieux contrôlée d'air hors du local !, et donc une utilisation optimale de l'air sortant des bouches de sortie ou de pulsion 4. De plus ce matelas 1 OA permet de ne pas recycler des poussières, des odeurs, nuisances,... du local dans l'installation
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Avantageusement, un même caisson 20 contient le ventilateur, le dispositif de chauffage, le dispositif de refroidissement et le dispositif de filtration. Les parois internes du caisson, en particulier celles situées entre le dispositif de filtration et le ventilateur, sont munies d'une couche de mousse à cellules ouvertes pour assurer une isolation phonique. Ce caisson est avantageusement isolé thermiquement.
L'installation suivant la figure 2 est similaire à celle représentée à la figure !, si ce n'est que le caisson 20 contient deux dispositifs de chauffage 2A, 2B, un dispositif électrique 2A et un dispositif de chauffage au gaz naturel ou au mazout 2B, et que le
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dispositif de contrôle 14 comporte une horloge 14A. En fonction de l'heure et de la tarification horaire de l'énergie électrique, le dispositif de contrôle 14 commande le fonctionnement du dispositif 2A aux heures de tarification minimale et le dispositif 2B aux heures de tarification électrique importante. Dans ce cas, un compteur électrique bi-horaire ou tri-horaire est utilisé pour pouvoir bénéficier des tarifs électriques préférentiels.
L'installation de la figure 3 est similaire à celle de la figure 2, si ce n'est qu'elle comporte trois dispositifs de chauffage distincts, à savoir un dispositif de chauffage électrique 2A, un dispositif de chauffage au gaz ou au mazout 2B et un dispositif de chauffage constitué par une pompe à chaleur 2C. Le dispositif de contrôle 14 commande le compresseur de la pompe à chaleur 2C tant que la température mesurée par la sonde 17 est supérieure à par exemple 0 C, ou encore mieux à soc. De préférence, lorsque le coût horaire de l'électricité devient prohibitif, on utilise alors le dispositif de chauffage au gaz 2B.
Bien que l'instaHation représentée aux figures 1 à 3 ne montre que la ventilation d'une seule pièce, il est évident que l'installation peut être utilisée pour le conditionnement d'un ensemble de locaux ou de chambres. Dans ce cas, des clapets ou vannes sont montés à proximité des bouches de sortie ou de pulsion 4 pour assurer pour chaque pièce la ventilation ou le conditionnement approprié. Le clapet est
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avantageusement monté par rapport au matelas filtrant 4A du côté tourné vers le local.
Si le taux d'humidité du local doit être ajusté, il est possible de prévoir un dispositif mouillant le matelas filtrant 4A, pour assurer une humidité adéquate dans le local.
Dans ce cas, le dispositif de contrôle est relié à une sonde de mesure du degré d'humidité et commande un robinet ou vanne d'une canalisation d'eau pour mouiller le matelas 4A. L'air passant alors au travers du matelas s'humidifie. L'avantage de ce système est que l'humidification peut être contrôlée de manière indépendante pour les locaux et que l'air n'est humidifié qu'à la sortie de manière à éviter des problèmes de condensation éventuelle dans les canalisations de distribution. Eventuellement, l'eau peut être amenée vers le matelas filtrant 4A à partir d'un réservoir via un tissu capillaire, une extrémité dudit tissu étant plongée dans ledit réservoir, tandis qu'une autre extrémité dudit tissu est adjacente du matelas filtrant.