EP0531508A1 - Dispositif de regulation en temperature d'un local. - Google Patents

Dispositif de regulation en temperature d'un local.

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EP0531508A1
EP0531508A1 EP92909650A EP92909650A EP0531508A1 EP 0531508 A1 EP0531508 A1 EP 0531508A1 EP 92909650 A EP92909650 A EP 92909650A EP 92909650 A EP92909650 A EP 92909650A EP 0531508 A1 EP0531508 A1 EP 0531508A1
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EP
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air
converging element
room
upstream
pipe
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/26—Arrangements for air-circulation by means of induction, e.g. by fluid coupling or thermal effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F13/02—Ducting arrangements
    • F24F13/04—Air-mixing units
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    • F24F13/24—Means for preventing or suppressing noise
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    • F24F13/08—Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates
    • F24F13/082—Grilles, registers or guards
    • F24F2013/088—Air-flow straightener
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/14—Details or features not otherwise provided for mounted on the ceiling

Definitions

  • the present invention relates to a device intended to regulate the temperature of a room using an air flow, at a given temperature, drawn from it.
  • a first drawback comes from the noise produced by the installation. Indeed, we know that the noise produced by an air conditioning installation depends, on the one hand, on the noise produced by the air streams moving on the walls of the ventilation ducts, noise which is directly linked to the speed of the fluid in contact with this wall and, on the other hand, that produced by the blowing in the room, which depends on the speed of the air arriving in it.
  • a second drawback stems from the fact that, in winter, the air drawn, hotter than the ambient air, goes towards the ceiling and, in summer, the air drawn, cooler than the ambient air, becomes go to the floor of the room.
  • This difference in temperature in the systems according to the prior art being relatively large, it therefore results, summer and winter, a permanent movement of the air at the interior of the room which, in addition to the own blowing speed of this air, is likely to cause discomfort to the user by the air flow it forms.
  • the temperature gradient existing between the floor and the ceiling of the room which is all the more important as the temperature difference between the blown air and the ambient air is large, is also likely to cause discomfort to the user.
  • VMC ventilation device
  • air leaks existing between the room and the outside we also know that, in a room, part of the pulsed air flow is evacuated to the outside, for example by a ventilation device called VMC and / or by air leaks existing between the room and the outside.
  • VMC ventilation device
  • this evacuated air is not evacuated with a sufficient flow rate to maintain the premises at a pressure close to atmospheric pressure and, under pain of seeing it be in a state of overpressure relative to the atmosphere, it is necessary to provide means for extracting this air.
  • the extraction means are generally brought together at the air plant where this air is treated, and from where it is then returned to the premises to be conditioned, by air ducts.
  • this procedure has several drawbacks.
  • suction means such as fans
  • additional ducts which increases the noise, the complexity, the size and the cost of the entire installation.
  • the air extracted from each of the rooms is returned, after passing through the central unit, to all the other rooms, which, from a hygienic or microbial point of view, especially when this type of installation is implemented in hospitals, hotels, or offices, presents significant health risks occupants of the premises concerned.
  • a main duct connected to the power plant supplies a series of air outlets arranged in parallel along this main pipeline.
  • the pressure drop between them can be significant, and thus the air flow rates blown into the corresponding premises can be very different.
  • this device has the drawback of generating vibrations and whistling at the level of the means intended to drop the pressure upstream of the blowing mouth.
  • the object of the present invention is to avoid the drawbacks mentioned above by proposing a particularly silent operating air conditioning device, since it makes it possible to reduce the two main noise generating factors of such an installation, namely the speed of the air. in contact with the walls of the ducts of ventilation of the device, and the speed of the air blown into the room to be conditioned, this air conditioning device also makes it possible to reduce the size of the ducts conveying the flow of air blown by the central unit and, consequently, , the size and the cost price of this type of installation.
  • the present invention thus relates to a device intended to regulate the temperature of a room by means of a low-speed air flow drawn from it, comprising a suction mouth and a blowing mouth arranged in said room, the suction mouth and the blowing mouth opening into the same pipe in communication with a pressurized air supply pipe, by suction and blowing orifices, characterized in that it comprises means suitable for creating in said pipe, between the suction and blowing orifices, two coaxial air veins, namely a central vein in which the air moves at high speed, and a peripheral annular vein surrounding the vein d central air, in which air moves at low speed.
  • the device according to the invention makes it possible, surprisingly, to reduce one of the main causes of the noise usually generated by this type of installation, namely the high flow velocity of the air flow on the internal surface of the sheath, since on the one hand the annular external vein behaves like a sound insulator and, on the other hand, this vein air moving at low speed relative to the wall, it causes minimal noise on the wall.
  • the central and annular air streams are created by having, in a blowing duct connected to an air conditioning unit, a converging element upstream downstream which creates, at the outlet, a central air stream at high speed and low pressure.
  • This central vein thus draws air into the room to be conditioned, which constitutes an annular vein surrounding the central vein, and which is driven at low speed by the latter. After a certain flow distance, depending on the operating parameters of the system, homogenization takes place in the flow channel and a homogeneous air flow is obtained, at low speed and at temperature equal to the temperature desired supply air, which is suitable for being blown into the room.
  • the Applicant has established that, in the field of air conditioning, effective homogenization is achieved when the distance separating the outlet orifice of the converging element from the mouth of blowing was at least seven times the diameter of the outlet of said converging element.
  • the present invention makes it possible to reduce both the noise and the temperature difference existing between the air blown into the room and the ambient air of this room, since the air coming from the plant, by mixing with the air extracted from the room, temperature drop, without however, the amount of calories or frigories it brings to the room does not decrease since all of the mixed air is drawn from the room.
  • the present invention also makes it possible, with a noise lower than the devices of the prior art, to make use of an air flow coming from the power station which is at the same number of calories / frigor ies supplied, lower than that of the the prior art.
  • the present invention makes it possible, with the same number of calories / frigories supplied, to reduce the temperature difference existing between the air blown into the room and the temperature of the latter, it allows, by increasing the temperature of the air supplied by the central unit, reducing the air flow required, and therefore the section of the supply duct.
  • the device according to the invention consists of an assembly consisting of a tubular element, which successively comprises from upstream to downstream, means for regulating the air streams coming from the power plant, a converging element from upstream to downstream, a first lateral orifice or air intake mouth, the part located most upstream is located in the vicinity of the outlet orifice of the converging element, and a second lateral orifice, or blowing mouth, located at a distance from said outlet orifice equal to at least seven times the diameter thereof, and means for closing off the end of the tubular element opposite the converging element.
  • This mode of implementation makes it possible to provide the user with an assembly ready to be installed on an installation, guaranteeing optimum efficiency, both in terms of noise level and that of thermal efficiency, since all the elements have have been calculated, checked and arranged by the manufacturer.
  • the means for regulating the air streams are associated with a thermal regulation battery making it possible to adjust the temperature of the flow of air blown into the converging element.
  • Figure 1 is a horizontal and longitudinal sectional view of a first embodiment of the present invention.
  • Figures 2 and 3 are partial horizontal and longitudinal sectional views of two alternative embodiments of the device according to the invention.
  • Figure 4 is a view, in partial horizontal and longitudinal section, of a device according to the prior art.
  • FIG. 5 is a view in horizontal and longitudinal section of a particular form of implementation of the invention, improving the device shown in FIG. 4.
  • Figures 6 and 7 are views in horizontal and partial longitudinal section, of two alternative embodiments of the device according to the invention.
  • Figure 8 is a horizontal and longitudinal sectional view of a compact assembly of the device according to the invention.
  • Figure 9 is a longitudinal sectional view of an alternative embodiment of a converging element.
  • FIG. 10 is a right view of the converging element shown in FIG. 9.
  • the device shown in FIG. 1 comprises a supply sheath 1, one end of which is in communication with an air conditioning unit (not shown in the drawing), and the opposite end ends in a converging element 2, consisting of a frustoconical tube whose passage section decreases from upstream to downstream to form an outlet orifice 3 of diameter d, and which opens into a coaxial conduit 4 of which the diameter is equal to approximately twice the diameter d of the outlet orifice 3.
  • This duct 4 is connected by a sheath 6 to a blowing mouth 5 disposed in a partition 7 of a room 9 for which packaging is desired air.
  • a suction or "return” mouth 11 is connected to the conduit 4 by a transverse “recovery” sheath 13 which opens into the conduit 4 just downstream of the outlet orifice 3 of the converging element 2.
  • the axis zz 'of the blowing mouth 5 is distant from the outlet orifice 3 of the converging element 2 of a length L equal to approximately 13 times the diameter d of the outlet orifice 3 of the converging element 2 .
  • the latter drives, at low speed, the air stream annular 17 which surrounds it, so that, in the present device, the air streams of the external vein 17, which are in contact with the walls of the duct 4, move at low speed and therefore only create one extremely low noise. It will also be noted that the reduction in noise is further improved by the fact that the annular air stream 17 behaves as a sound insulator with respect to all the noises conveyed by the central air stream 15.
  • the device according to the invent ion will reach its maximum efficiency only when the length L of the duct 4 is such that the central air stream 15, at high speed, does not encounter any obstacle, and the elbow 19 joining the duct 4 to the mouth blowing 5 must therefore, in this embodiment, be located at a sufficient distance from the outlet orifice 3 of the converging element 2, so as not to be struck by the central air stream 15.
  • such distance L is at least equal to seven times the diameter d of the outlet orifice 3 of the converging element 2.
  • a closed space 20 can be provided, the depth of which is preferably equal to a quarter of the diameter of the duct 4, whose air it contains behaves like a pneumatic shock absorber pad.
  • the air flow q s drawn from it, by the blowing mouth 5, is at a temperature T s .
  • This air flow q s consists, on the one hand, of a flow q l taken for example inside the room 9, and which is therefore at the temperature T and, on the other hand, of the flow q c at a temperature T c coming from the power station.
  • the induction coefficient ⁇ which is, by definition, the ratio of the air flow q l taken for example inside the room 9, over the total flow q s blown by the blowing mouth 5 in the room 9, and which can be varied, on the one hand by construction, and on the other hand by varying the pressure of the air supplied by the power plant to the device according to the invention, makes it possible to adapt the latter to the different conditions of work desired.
  • room 9 the device of the prior art requires, to be maintained at a constant temperature T of 20 ° C, an air flow at 50 ° C of 214m 3 / hour, the air at 50 ° C thus blows in room 9 will have a temperature difference of 30 ° C with the ambient temperature of 20 ° C of said room.
  • an induction coefficient ⁇ of 0.5 that is to say a flow of year q s blown into the room composed of 50% of air coming from the power station and from 50% of air sampled, in locctl 9
  • we blow ct thus into it air coming from the mixture of a flow q c of 214m / ha 50 ° C and a flow q l of 214m 3 / h at 20 ° C, i.e. a flow q s of 428m / h of air at 35 ° C.
  • the temperature difference between the air blown into the room 9 and the ambient air thereof is 15 ° C., which is twice less than in the systems of the prior art.
  • the induction coefficient ⁇ will be increased. For example, with an induction coefficient of 0.67, if we take, for example, from the room, 67% of the air flow q s blown into it, we take from it 428m 3 / h of air at 20 ° C which is mixed with 214m / h of air at 50 ° C coming from the power station, so as to blow into room 9 an air flow q s of 642m 3 / h of air at 30 ° C. The temperature of the air blown into room 9 therefore only exceeds the ambient temperature by 13 ° C.
  • the present invention also makes it possible to make use of an air flow q c coming from the power station which is, with the same number of calories / f rigor ies, lower than that of the devices of the prior art.
  • the plant can supply 134m 3 / h of air at 80 ° C, which represents the same amount of calories supplied to the room.
  • an induction coefficient ⁇ of 0.60 which corresponds to a sampling in room 9 of 60% of the flow q s blown into it
  • the flow q s breaks down, as seen above, into on the one hand, an air flow q c of 134m 3 / h at 80 ° C supplied by the power plant and on the other hand an air flow q 1 of 200m 3 / h at 20 ° C taken from the room 9, which corresponds to an overall air flow q s of 334m 3 / h of air at 44 ° C.
  • the present invention can also be used in cooling mode, that is to say in summer, to maintain a room 9 at a constant temperature T, by blowing therein air from a central packing plant. air at a temperature T, below the ambient room temperature.
  • air at a temperature T below the ambient room temperature.
  • T 25 ° C
  • 32 ° C 25 ° C
  • the quantity of frigories thus provided is not sufficient, and the temperature of the blown air cannot be lowered down under pain of creating discomfort for the user of the room.
  • induction not only makes it possible to supply room 9 with the quantity of frigories necessary to ensure its temperature regulation, without requiring an increase in the cross section of the sheaths 1 or of the supply conduits 4, but also makes it possible blow air into them closer to the ambient temperature of room 9 which gives the user better comfort. It will be noted that, with an installation according to the prior art, in order to supply the same number of frigories to the room, under the same conditions of comfort, one should have drawn from it a flow of 535m 3 / h of air at 17.8 ° C.
  • FIG. 2 shows an assembly composed of a tubular element 40 on one end of which is connected a sheath 1 (in dashes) with an internal diameter D close to 200mm, connected to an air conditioning unit, and the other end of which is connected to another sheath l '(in dashes) of the same diameter D, connected to a blowing mouth, not shown in the drawing.
  • a cylindrical exchanger 42 is arranged at the inlet and inside. of the tubular element 40.
  • the exchanger 42 is supplied with heat transfer fluid by two pipes 44 and 46.
  • This exchanger 42 is followed by a convergent element 2, the outlet orifice 3 of which is of substantially equal diameter d to a third of the internal diameter D of the sheaths 1,1 '.
  • a transverse cylindrical tube 48 Immediately downstream of the outlet orifice 3, a transverse cylindrical tube 48, of the same diameter D as the sheaths 1,1 ′ opens into the tubular element 40.
  • exchangers 42 are usually used, combined with means making it possible to ensure good distribution of the air streams, which makes it possible to improve the homogeneity of the air speed inside the vein d air supplied to the converging element 2 and, consequently, that of the veins central 15 and annular 17, and finally, the soundproofing qualities of the device according to the invention.
  • the exchanger 42 of FIG. 2 has been replaced by a system for controlling the flow of air drawn from the central.
  • This system consists of two differential sensors 50,52 respectively disposed upstream and downstream of a convergent element 2, so as to benefit from the pressure drop created by it and which is necessary for this type of measurement.
  • the device comprises a register 54, housed in the tubular element 40, upstream of the converging element 2, movable in rotation about a transverse axis 56, and which makes it possible, depending on its angular position, to close more or less the tubular element 40, and servo means 58 able to control the register 54 according to the measurements of the sensors 50 and 52 and the operating conditions defined by the user.
  • the pressure drop created by the convergent element 2 to carry out the measurement, this therefore eliminates the elements, such as the braces, of the prior art.
  • an installation according to the prior art comprises a main sheath 1, of large section, which supplies a series of premises 9, each comprising a blowing mouth 5 joined, by a sheath la, to a main supply sheath 1, the sheaths la being mounted in parallel with each other on the main sheath 1.
  • the increase in flow rate of the upstream blowing mouth 5 is thus 87%, and it can be seen, under these conditions, that the means to be used to bring this flow down to that of the downstream blowing mouth 5 ′ will be relatively important since the flow must be iblemen sense divided by two.
  • FIG. 5 represents an installation of the same type, but implemented according to the present invention. It comprises a series of devices such as those represented in FIGS. 1 to 3 previously described, in which the supply and return pipes have diameters of the order of three times that of the outlet orifice 3 of the element converge 2, and the distances existing between the axes zz 'of the air outlets 5 and the crimp orifices 3 of the converging elements 2 are of the order of 10 times the diameter of the latter. These devices are arranged in parallel on the main pipe 1, so as to blow, in a series of rooms 9, an air flow q s . As before, it will be assumed that the pressure drop existing between the upstream and downstream supply ducts is 50 pascals.
  • the device according to the invention plays a self-regulating role in flow, since the rate of increase in flow due to the same pressure drop, which was 87% in an installation according to the prior art, passes to a value ⁇ e 10% in an installation according to the invention. This difference would be even more marked in the case of a longer supply sheath 1 and therefore having a higher pressure drop.
  • the rates of increase in the flow rate blown by the upstream mouth compared to that of the downstream mouth are respectively 144% for the following devices the prior art and 15% for the devices according to the invention.
  • converging element 2 composed of several trunks of coaxial cones.
  • FIG. 6 it is possible to use a converging element 2 consisting of an external converging element 2a and an internal converging element 2b, these two elements being linked by longitudinal spacers 22.
  • This arrangement makes it possible to limit the turbulence and obtaining more stable central and annular veins 17 and 17, which improves the soundproofing of the device according to the invention.
  • the converging element 2 can consist of an eccentric truncated cone, that is to say of which the axis uu 'of the outlet orifice 3 is offset laterally by a value a relative to the longitudinal axis yy 'of the supply sheath 1.
  • This truncated cone is integral with a cylindrical part 62, of axis yy' fitting inside the sheath 1. This arrangement allows, by rotating the entire truncated cone and the cylindrical part 62 around the axis yy ', to vary the induction coefficient ⁇ by moving the central air stream 15 more or less away from the outlet of the return sheath 13.
  • the device consists of an assembly comprising a tubular element 70 of longitudinal axis yy ', open at its upstream end and closed at its downstream end.
  • This element. tubular 70 receives, from upstream to downstream, a device 71 intended to regulate the flow of air coming from the central system, a converging element 2, a rectangular suction mouth 72, with a long longitudinal axis, that is to say -to say parallel to the axis yy ', produced in the wall of the tubular element 70, just downstream of the outlet orifice 3 of the converging element 2, and a blowing mouth 74, of the same shape as the suction mouth 72, arranged on the same generator of the tubular element 70 as the latter and further downstream.
  • the suction 72 and blowing 74 vents are surrounded by a frame, respectively 73 and 76 provided with louvers 77, intended to ensure good orientation of the flows of aspirated and blown air.
  • the most upstream part of the suction mouth 72 is in alignment, along a transverse axis xx 'perpendicular to the longitudinal axis yy', with the outlet orifice 3 of the converging element 2.
  • the axis uu 'of the blowing mouth 76 is disposed at a distance from the outlet orifice 3 of the converging element 2 equal to substantially 13 times the diameter d of the outlet orifice 3 of the converging element 2.
  • Such an assembly includes all the elements of the device according to the invention arranged so as to provide a minimum operating noise associated with optimal operating qualities.
  • This assembly is intended to be fixed to the partition 9 of a room to be conditioned, without requiring calculations on the part of the installer due to its unitary design, which greatly facilitates its implementation and also constitutes a guarantee that the various elements of the device have been assembled in order to provide the best result.
  • the device 71 intended to ensure the regulation or air flow in coming from the plant, can be provided, in a known manner, with exchanger means supplied with heat transfer fluid by pipes, these exchanger means making it possible to adjust the quantity of calories / f rigor ies coming from the plant intended to be supplied to the system .
  • the Applicant has found that by using a converging element 2 having a wall of generally frustoconical shape, consisting of a series of adjacent corrugations, an improvement in the stability of the air flow is obtained which further contributes to reduce device noise.
  • the converging element 2 consists, from upstream to downstream, of a cylindrical part 80, of an external diameter, preferably equal to the internal diameter D of the air supply duct 1 (shown in broken lines in the drawing), and of a second part 82, of overall shape in frusto-cone, consisting of a series of adjacent undulations 84, ending in a downstream outlet orifice 3 of average diameter corresponding to the diameter of the circle delimiting an internal surface equivalent to the surface of the outlet orifice 3 (shown in broken lines in FIG. 10).
  • the outlet orifice 3 of the converging element 2 thus has a periphery constituted of a succession of semicircles 85.
  • the corrugations 84 are of semi-frustoconical shape.
  • the diameter g of the large base and the diameter p of the small base of these semi-truncated cones are equal to one-sixth respectively of the diameters D of the cylindrical part 80 and the average diameter of the outlet orifice 3. This provision is particularly interesting in that it allows to increase the contact surface which improves the stability of the flow.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif destiné à assurer la régulation en température d'un local au moyen d'un flux d'air (qs) à faible vitesse pulsé dans celui-ci, comportant une bouche d'aspiration (11, 72) et une bouche de soufflage (5, 74) disposées dans ledit local (9), la bouche d'aspiration (11, 72) et la bouche de soufflage (5, 74) débouchant dans une même canalisation (4) en communication avec une conduite d'alimentation en air sous pression (1), par des orifices d'aspiration et de soufflage. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens propres à créer dans ladite canalisation (4), entre les orifices d'aspiration et de soufflage, deux veines d'air coaxiales, à savoir une veine centrale (15) dans laquelle l'air se déplace à grande vitesse, et une veine d'air annulaire périphérique (17), entourant la veine d'air centrale, dans laquelle l'air se déplace à faible vitesse.

Description

DISPOSITIF DE REGULATION EN TEMPERATURE D'UN LOCAL.
La présente invention concerne un dispositif destiné à assurer la régulation en température d'un local à l'aide d'un flux d'air, à une température donnée, puisé dans celui-ci.
On sait que dans les installations de conditionnement d'air, pour assurer un maximum de confort à l'utilisateur évoluant dans le local conditionné, il convient, d'une part, que la différence de température entre l'air puisé et la température ambiante du local, ainsi que la vitesse de l'air puisé dans celui-ci, soient aussi faibles que possible et, d'autre part, que le fonctionnement du dispositif soit particulièrement silencieux. Cette dernière condition implique que l'air en mouvement, en contact avec la paroi des gaines, se déplace à faible vitesse.
Or, pour transporter, à faible vitesse, une masse d'air dont la température est proche de celle du local à conditionner et possédant néanmoins la quantité suffisante de calories, ou de frigories, pour maintenir la température voulue dans le local, les installations de conditionnement d'air doivent véhiculer des débits d'air importants et, en conséquence, être pourvues de gaines d'alimentation de forte section, ce qui accroît de façon prohibitive à la fois leur encombrement et leur prix de revient. On a donc, pou r ces raisons, réalisé un compromis entre, d'une part, les conditions de confort optimal pour l'utilisateur et, d'autre part, l'encombrement et le prix de revient des gaines, en diminuant la section de celles-ci par rapport à leurs dimensions idéales, et en augmentant la vitesse de l'air soufflé dans les locaux à conditionner. Il en résulte un certain nombre d'inconvénients.
Un premier inconvénient provient du bruit produit par l'installation. En effet on sait que le bruit produit par une installation de climatisation dépend, d'une part, du bruit produit par les filets d'air en déplacement sur les parois des gaines de ventilation, bruit qui est lié de façon directe à la vitesse du fluide en contact avec cette paroi et, d'autre part, de celui produit par le soufflage dans le local, qui dépend de la vitesse de l'air arrivant dans celui-ci.
Un second inconvénient provient de ce que, l'hiver, l'air puisé, plus chaud que l'air ambiant, se dirige vers le plafond et, l'été, l'air puisé, plus froid que l'air ambiant, se dirige vers le plancher du local. Or, un tel phénomène est d'autant plus important que la différence entre la température de l'air puisé et celle du local est importante. Cette différence de température dans les systèmes suivant l'art antérieur étant relativement importante, il en résulte donc, été comme hiver, un mouvement permanent de l'air à l'intérieur du local qui, s'ajoutant à la vitesse de soufflage propre de cet air, est de nature à causer, par le courant d'air qu'il forme, une gêne pour l'utilisateur. Afin d'éviter que l'air puisé par les bouches de soufflage ne se dirige trop facilement, l'hiver vers le plafond, et l'été vers le plancher, on a pourvu celles-ci d'ailettes dirigeant l'air soufflé dans une direction opposée à celle qu'il a tendance à prendre normalement. Si une telle disposition est de nature à réduire les pertes thermiques subies par l'air du local au contact du plancher et du plafond de celui-ci, elle contribue cependant, en créant des tourbillons, à accroître encore le bruit et le courant d'air à l'intérieur de ce local. D'autre part, cette disposition nécessite une inversion de la direction des ailettes, au moins deux fois par an, à savoir au moment du passage de la position de chauffage à celle de refroidissement et inversement, ce qui accroît la maintenance nécessaire à son bon fonctionnement.
Par ailleurs, il convient de préciser que le gradient de température existant entre le sol et le plafond du local, qui est d'autant plus important que la différence de température entre l'air soufflé et l'air ambiant est importante, est également de nature à causer une gêne à l'utilisateur.
On sait également que, dans un local, une partie du flux d'air puisé est évacuée vers l'extérieur, par exemple par un dispositif d'aération dit VMC et/ou par des fuites d'air existant entre le local et l'extérieur. Or, cet air évacué ne l'est pas avec un débit suffisant pour assurer un maintien du local à une pression voisine de la pression atmosphérique et, sous peine de voir celui-ci se trouver en état de surpression par rapport à l'atmosphère, il est nécessaire de prévoir des moyens d'extraction de cet air. Or, du fait que ce dernier contient un nombre important de calories, ou de frigories, qui, sur le plan du bilan thermique, sont importantes à récupérer, on réunit généralement les moyens d'extraction à la centrale d'air où cet air est traité, et d'où il est renvoyé ensuite dans les locaux à conditionner, par des gaines de soufflage. Or, cette façon de procéder possède plusieurs inconvénients.
D'une part elle nécessite la mise en oeuvre de moyens d'aspiration, tels que des ventilateurs, ainsi que des gaines supplémentaires, ce qui accroît le bruit, la complexité, l'encombrement et le coût de l'ensemble de l'installation.
D'autre part, l'air extrait de chacun des locaux est renvoyé, après passage par la centrale, dans tous les autres locaux, ce qui, sur le plan hygiénique ou microbien, notamment lorsque ce type d'installation est mis en oeuvre dans des hôpitaux, des hôtels, ou des bureaux, présente des risques importants pour la santé des occupants des locaux concernés.
De plus, dans les installations existantes, une gaine principale reliée à la centrale alimente une série de bouches de soufflage disposées en parallèle le long de cette canalisation principale. Or, suivant la longueur de la gaine existant entre les bouches extrêmes amont et aval, la perte de charge entre celles-ci peut être importante, et ainsi les débits d'air soufflés dans les locaux correspondants peuvent être très différents.
On est ainsi conduit à augmenter la pression de l'air dans la gaine principale de telle façon que les bouches de soufflage aval reçoivent une pression suffisante, ce qui se traduit par l'existence d'une surpression au niveau des bouches de soufflage amont. Il est donc nécessaire de faire chuter dans celles-ci la pression de soufflage de l'air, de telle façon que la vitesse de celui-ci sortant, de ces bouches ne soit pas trop élevée, afin de ne causer ni bruit ni perturbations aux occupants des locaux concernés. Outre la perte d'énergie correspondant à la surpression à appliquer à la canalisation, ce dispositif présente l'inconvénient de générer des vibrations et des sifflements au niveau des moyens destinés à faire chuter la pression en amont de la bouche de soufflage.
On a également proposé, dans le brevet US-A-2579507 de puiser dans une chambre de l'air en provenance d'un brûleur, à l'aide d'une tuyère convergente possédant une ouverture de soufflage et une ouverture d'aspiration communiquant avec le local. Cependant, outre que la température de l'air soufflé par ce dispositif se situe très au-dessus des températures admissibles dans le domaine du conditionnement d'air, l'ouverture d'admission de l'air est située en amont de l'orifice de sortie de la tuyère convergente et, dans ces conditions, la vitesse de l'air en sortie de celle-ci doit être élevée afin de créer une dépression apte à réaliser l'aspiration d'un volume d'air ambiant suffisant, cette vitesse élevée se traduisant par une vitesse élevée de l'air soufflé dans la chambre, ce qui, comme exposé précédemment, est de nature à causer une gêne aux utilisateurs ainsi qu'un bruit de fonctionnement important, ce qui en interdit l'utilisation pour des applications telles que, par exemple, le conditionnement d'air dans des hôpitaux, ou d'autres locaux dans lesquels un certain degré de confort est indispensable.
La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients précédemment mentionnés en proposant un dispositif de conditionnement d'air de fonctionnement particulièrement silencieux, puisque permettant de réduire les deux facteurs principaux générateurs de bruit d'une telle installation, à savoir la vitesse de l'air en contact avec les parois des gaines de ventilation du dispositif, et la vitesse de l'air soufflé dans le local à conditionner, ce dispositif de conditionnement d'air permettant, en outre, de diminuer la dimension des gaines véhiculant le flux d'air soufflé par la centrale et, en conséquence, l'encombrement et le prix de revient de ce type d'installation.
La présente invention a ainsi pour objet un dispositif destiné à assurer la régulation en température d'un local au moyen d'un flux d'air à faible vitesse puisé dans celui-ci, comportant une bouche d'aspiration et une bouche de soufflage disposées dans ledit local, la bouche d'aspiration et la bouche de soufflage débouchant dans une même canalisation en communication avec une conduite d'alimentation en air sous pression, par des orifices d'aspiration et de soufflage, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens propres à créer dans ladite canalisation, entre les orifices d'aspiration et de soufflage, deux veines d'air coaxiales, à savoir une veine centrale dans laquelle l'air se déplace à grande vitesse, et une veine annulaire périphérique entourant la veine d'air centrale, dans laquelle l'air se déplace à faible vitesse.
Le dispositif suivant l'invention permet de diminuer, de façon surprenante, l'une des causes principales du bruit généré habituellement par ce type d'installation à savoir la vitesse d'écoulement importante du flux d'air sur la surface interne de la gaine, puisque d'une part la veine externe annulaire se comporte comme un isolant phonique et, d'autre part, cette veine d'air se déplaçant à faible vitesse par rapport à la paroi, elle provoque sur celle-ci un bruit minimum. Ainsi, dans un mode de mise en oeuvre particulièrement intéressant de l'invention, on crée les veines d'air centrale et annulaire en disposant, dans une gaine de soufflage reliée à une centrale de conditionnement d'air, un élément convergent d'amont vers l'aval qui crée, en sortie, une veine d'air centrale à grande vitesse et à faible pression. Cette veine centrale aspire ainsi de l'air dans le local à conditionner, qui constitue une veine annulaire entourant la veine centrale, et qui est entraînée à faible vitesse par celle-ci. Au bout d'une certaine distance d'écoulement, dépendant des paramètres de fonctionnement du système, une homogénéisation s'effectue dans le canal d'écoulement et on obtient un flux d'air homogène, à faible vitesse et à température égale à la température de soufflage souhaitée, qui est apte à être soufflé dans le local.
La demanderesse a établi que, dans le domaine du conditionnement d'air, une homogénéisation efficace était réalisée lorsque la distance séparant l'orifice de sortie de l'élément convergent de la bouche de soufflage était au moins égale à sept fois le diamètre de l'orifice de sortie dudit élément convergent.
La présente invention permet de diminuer à la fois le bruit et l'écart de température existant entre l'air soufflé dans le local et l'air ambiant de ce local, puisque l'air provenant de la centrale, en se mélangeant à l'air extrait du local, baisse en température, sans que, pour autant, la quantité de calories ou de frigories qu'il apporte au local ne diminue puisque la totalité de l'air mélangé est puisée dans le local. La présente invention permet également, avec un bruit inférieur aux dispositifs de la technique antérieure, de faire appel à un flux d'air en provenance de la centrale qui est à nombre de calor ies/frigor ies fournies égal, inférieur à celui des dispositifs de la technique antérieure. En effet puisque la présente invention permet, à nombre de calories/frigories fournies égal, de réduire l'écart de température existant entre l'air soufflé dans le local et la température de ce dernier, il permet, en augmentant la température de l'air fourni par la centrale, de diminuer le débit d'air nécessaire, et donc la section de la gaine d'alimentation.
Dans une variante particulièrement intéressante, le dispositif suivant l'invention est constitué d'un ensemble constitué d'un élément tubulaire, qui comprend successivement d'amont en aval, des moyens de régularisation des filets d'air en provenance de la centrale, un élément convergent d'amont en aval, un premier orifice latéral ou bouche d'aspiration d'air, dont la partie située la plus en amont est située au voisinage de l'orifice de sortie de l'élément convergent, et un second orifice latéral, ou bouche de soufflage, situé à une distance dudit orifice de sortie égale à au moins sept fois le diamètre de celui-ci, et des moyens d'obturation de l'extrémité de l'élément tubulaire opposée à l'élément convergent. Ce mode de mise en oeuvre permet de fournir à l'utilisateur un ensemble prêt à être mis en place sur une installation, garantissant une efficacité optimum, tant sur le plan du niveau de bruit que sur celui du rendement thermique, puisque tous les éléments ont été calculés, contrôlés et agencés par le fabricant.
Dans une autre variante de mise en oeuvre de l'invention les moyens de régulation des filets d'air sont associés à une batterie de régulation thermique permettant d'ajuster la température du flux d'air soufflé dans l'élément convergent.
On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel :
La figure 1 est une vue en coupe horizontale et longitudinale, d'un premier mode de mise en oeuvre de la présente invention. Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe horizontale et longitudinale partielles de deux variantes de mise en oeuvre du dispositif suivant l'invention.
La figure 4 est une vue, en coupe horizontale et longitudinale partielle, d'un dispositif suivant la technique antérieure.
La figure 5 est une vue en coupe horizontale et longitudinale d'une forme particulière de mise en oeuvre de l'invention, améliorant le dispositif représenté sur la figure 4.
Les figures 6 et 7 sont des vues en coupe horizontale et longitudinale partielle, de deux variantes de mise en oeuvre du dispositif suivant l'invention.
La figure 8 est une vue en coupe horizontale et longitudinale d'un ensemble compact du dispositif suivant l'invention.
La figure 9 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de mise en oeuvre d'un élément convergent.
La figure 10 est une vue de droite de l'élément convergent représenté sur la figure 9.
Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte une gaine d'alimentation 1 dont une extrémité est en communication avec une centrale de conditionnement d'air (non représentée sur le dessin), et l'extrémité opposée se termine par un élément convergent 2, constitué d'un tube tronconique dont la section de passage diminue d'amont en aval pour former un orifice de sortie 3 de diamètre d, et qui débouche dans un conduit coaxial 4 dont le diamètre est égal à environ deux fois le diamètre d de l'orifice de sortie 3. Ce conduit 4 est relié par une gaine 6 à une bouche de soufflage 5 disposée dans une cloison 7 d'un local 9 dont on souhaite assurer le conditionnement de l'air. Une bouche d'aspiration ou de "reprise" 11 est reliée au conduit 4 par une gaine transversale de "reprise" 13 qui débouche dans le conduit 4 juste en aval de l'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2. L'axe zz' de la bouche de soufflage 5 est distante de l'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2 d'une longueur L égale à environ 13 fois le diamètre d de l'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2.
Dans ces conditions le fonctionnement du présent dispositif s'établit de la façon suivante :
Lorsque l'on souffle un flux d'air qc, en provenance de la centrale, au travers de l'élément convergent 2, la vitesse de l'air en sortie de celui-ci est augmentée et la pression diminuée. On obtient ainsi, à partir de l'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2, une veine d'air axiale et centrale 15 (figurée schématiquement en tirets sur les figures) à vitesse élevée, et à pression inférieure à la pression Po du local 9, cette vitesse diminuant et la pression augmentant progressivement vers l'aval le long de cette veine axiale 15. La dépression créée par cette dernière provoque l'aspiration d'un flux d'air à partir du local 9, à travers la bouche de reprise 11 et la gaine 13, flux qui pénètre dans le conduit 4 et forme une veine d'air annulaire 17, entourant la veine d'air axiale 15. Cette dernière entraîne, à faible vitesse, la veine d'air annulaire 17 qui l'entoure, de sorte que, dans le présent dispositif, les filets d'air de la veine externe 17, qui sont en contact avec les parois du conduit 4, se déplacent à faible vitesse et ne créent donc qu'un bruit extrêmement faible. On notera également que la diminution du bruit est encore améliorée par le fait que la veine d'air annulaire 17 se comporte comme un isolant phonique à l'égard de tous les bruits véhiculés par la veine d'air centrale 15. Bien entendu le dispositif suivant l ' invent ion n'atteindra son efficacité maximale que lorsque la longueur L du conduit 4 sera telle que la veine d'air centrale 15, à vitesse élevée, ne rencontre aucun obstacle, et le coude 19 réunissant le conduit 4 à la bouche de soufflage 5 devra donc, dans le présent mode de mise en oeuvre, se situer à une distance suffisante de l'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2, pour ne pas être frappé par la veine d'air centrale 15. Dans le domaine du conditionnement d'air, une telle distance L est au moins égale à sept fois le diamètre d de l'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2.
Cependant, comme représenté sur la figure la, afin d'éviter que la veine d'air centrale 15 ne vienne frapper directement le coude 19, on peut prévoir un espace fermé 20 dont la profondeur est préférablement égale au quart du diamètre du conduit 4, dont l'air qu'il renferme se comporte comme un tampon pneumatique amortisseur.
Pour entretenir une température T constante à l'intérieur du local 9, le flux d'air qs puisé dans celui-ci, par la bouche de soufflage 5, est à une température Ts. Ce flux d'air qs est constitué, d'une part, d'un flux ql prélevé par exemple à l'intérieur du local 9, et qui se trouve donc à la température T et, d'autre part, du flux qc à une température Tc provenant de la centrale. Le coefficient d'induction α qui est, par définition, le rapport du flux d'air ql prélevé par exemple à l'intérieur du local 9, sur le flux total qs soufflé par la bouche de soufflage 5 dans le local 9, et que l'on peut faire varier, d'une part par construction, et d'autre part en faisant varier la pression de l'air fourni par la centrale au dispositif suivant l'invention, permet d'adapter ce dernier aux différentes conditions de travail souhaitées.
Ainsi par exemple si, compte tenu de ses dimensions et des conditions de température extérieure, le local 9, le dispositif de la technique antérieure nécessite, pour être maintenu à une température constante T de 20°C, un flux d'air à 50°C de 214m3/heure, l'air a 50°C ainsi souffle dans le local 9 présentera un écart de température de 30°C avec la température ambiante de 20°C dudit local.
Suivant l'invention, et en choisissant un coefficient d'induction α de 0,5, c'est-à-dire un flux d'an qs soufflé dans le local composé de 50% d'air provenant de la centrale et de 50% d'air prélevé, dans le locctl 9, on souffle ctinsi dans celui-ci de l'air provenant du mélange d'un flux qc de 214m /h a 50°C et d'un flux ql de 214m3/h à 20°C, soit un flux qs de 428m /h d'air à 35°C. On constate ainsi que l'écart de température entre l'air soufflé dans le local 9 et l'air ambiant de celui-ci est de 15°C, soit deux fois moins important que dans les systèmes de la technique antérieure.
On pourrait bien entendu modifier, en fonction des cas particuliers propres à une installation donnée, le coefficient d'induction α . Ainsi, si l'on souhaite diminuer encore l'écart de température entre l'air soufflé dans le local et l'air ambiant de celui-ci, on augmentera le coefficient d'induction α. Par exemple, avec un coefficient d'induction de 0,67, si on prélève, par exemple, dans le local, 67% du flux d'air qs soufflé dans celui-ci, on prélève ainsi dans ce dernier 428m3/h d'air à 20°C que l'on mélange à 214m /h d'air à 50°C provenant de la centrale, de façon à souffler dans le local 9 un flux d'air qs de 642m3/h d'air à 30°C. La température de l'air soufflé dans le local 9 ne dépasse donc plus la température ambiante que de 13°C.
La présente invention permet également de faire appel à un flux d'air qc en provenance de la centrale qui est, à nombre de calor ies/f rigor ies fournies égal, inférieur à celui des dispositifs de la technique antérieure.
Ainsi, au lieu de souffler 214m3/h d'air à 50°C, la centrale peut fournir 134m3/h d'air à 80°C, ce qui représente une même quantité de calories fournies au local. En utilisant par exemple un coefficient d'induction α de 0,60, ce qui correspond à un prélèvement dans le local 9 de 60% du flux qs soufflé dans celui-ci, le flux qs se décompose, comme vu précédemment, en, d'une part, un flux d'air qc de 134m3/h à 80°C fourni par la centrale et d'autre part un flux d'air q1 de 200m3/h à 20°C prélevé dans le local 9, ce qui correspond à un flux d'air global qs de 334m3/h d'air à 44°C.
On constate qu'il est ainsi possible, tout en réduisant de 6°C l'écart entre la température de l'air soufflé dans le local et la température de celui-ci, de réduire également de 38% le débit qc fourni par la centrale, ce qui permet d'une part de réduire la section des gaines d'alimentation 1 de 38%, et donc de diminuer l'encombrement de l'installation, de réduire les coûts de celle-ci et, d'autre part, d'utiliser des centrales pourvues de ventilateurs moins puissants, donc moins coûteux à l'achat et en consommation électrique.
La présente invention est également utilisable en mode refroidissement, c'est-à-dire en été, pour maintenir un local 9 à une température constante T, en soufflant dans celui-ci de l'air provenant d'une centrale de conditionnement d'air à une température T, au-dessous de la température ambiante du local. On sait qu'avec un dispositif suivant la technique antérieure, tel que représenté sur la figure 4, pour maintenir un local 9 à une température T=25°C, par une température extérieure de 32°C, on devra souffler dans le local un flux d'air de 214m3/h à 16°C. Or la quantité de frigories ainsi apportée n'est pas suffisante, et on ne peut descendre plus bas la température de l'air soufflé sous peine de créer une gêne pour l'utilisateur du local. On est donc conduit à augmenter la section des gaines 1 utilisées, dans un rapport de 2 à 3, ce qui rend parfois impossible le passage de ces gaines dans les faux-plafonds. Suivant le dispositif de la figure 1, on peut puiser dans le conduit 4, calorifuge pour empêcher les phénomènes de condensation à la surface de celui-ci, 214m3/h d'air a 7°C, ce qui fournit une quantité de frigories double .de la précédente, à laquelle on mélange (avec un coefficient d'induction de 0,6%) 321m3/h d'air à 25°C prélevés dans le local 9 de façon à souffler dans celui-ci 535m3/h d'air à 17,8°C.
On constate ainsi que l'induction, non seulement permet de fournir au local 9 la quantité de frigories nécessaire pour assurer sa régulation en température, sans nécessiter une augmentation de la section des gaines 1 ou des conduits d'alimentation 4, mais permet également de souffler dans ceux-ci de l'air se rapprochant davantage de la température ambiante du local 9 ce qui procure à l'utilisateur un meilleur confort. On notera, qu'avec une installation suivant l'art antérieur, pour fournir le même nombre de frigories au local, dans les mêmes conditions de confort, on aurait dû puiser dans celui-ci un flux de 535m3/h d'air à 17,8°C.
Sur la figure 2 on a représenté un ensemble composé d'un élément tubulaire 40 sur une extrémité duquel vient se raccorder une gaine 1 (en tirets) d'un diamètre intérieur D voisin de 200mm, reliée à une centrale de conditionnement d'air, et dont l'autre extrémité est raccordée à une autre gaine l' (en tirets) de même diamètre D, reliée à une bouche de soufflage, non représentée sur le dessin. Un échangeur cylindrique 42 est disposé à l'entrée et à l ' intér i eu r de l'élément tubulaire 40. L'échangeur 42 est alimenté en fluide caloporteur par deux canalisations 44 et 46. Cet échangeur 42 est suivi d'un élément convergent 2, dont l'orifice de sortie 3 est d'un diamètre d sensiblement égal au tiers du diamètre interne D des gaines 1,1'. Immédiatement en aval de l'orifice de sortie 3, un tube cylindrique transversal 48, de même diamètre D que les gaines 1,1' débouche, dans l'élément tubulaire 40. Une gaine de reprise 13, reliée à une bouche de reprise, non représentée sur le dessin, se raccorde sur le tube cylindrique 40.
Cette disposition permet, dans le cas où la centrale d'air se trouve éloignée des locaux à conditionner, de limiter les pe r tes thermiques au niveau des gaines d'alimentation, en diminuant l'écart entre la température du flux d'air transporté par ces gaines et l'air ambiant. Chaque échangeur 42 fournit donc à l'air provenant de la centrale les calories, ou les frigories, dont il a besoin pour se trouver à la température de soufflage optimale souhaitée, fonction des différents autres paramètres de l'installation. De plus on utilise habituellement les échangeurs 42, combinés à des moyens permettant d'assurer une bonne distribution des filets d'air, ce qui permet d'améliorer l'homogénéité de la vitesse de l'air à l'intérieur de la veine d'air fournie à l'élément convergent 2 et, en conséquence celle des veines centrale 15 et annulaire 17, et finalement, les qualités d'insonorisation du dispositif suivant l'invention.
Sur la figure 3 on a remplacé l'échangeur 42 de la figure 2 par un système de contrôle de débit de l'air puisé par la centrale. Ce système se compose de deux capteurs différentiels 50,52 disposés respectivement en amont et en aval d'un élément convergent 2, de façon à bénéficier de la perte de charge créée par celui-ci et qui est nécessaire à ce type de mesure. Le dispositif comprend un registre 54, logé dans l'élément tubulaire 40, en amont de l'élément convergent 2, mobile en rotation autour d'un axe transversal 56, et qui permet, en fonction de sa position angulaire, d'obturer plus ou moins l'élément tubulaire 40, et des moyens d'asservissement 58 aptes à commander le registre 54 en fonction des mesures des capteurs 50 et 52 et des conditions de fonctionnement définies par l'utilisateur. En utilisant, suivant l'invention, la perte de charge créée par l'élément convergent 2 pour réaliser la mesure, on supprime de ce fait les éléments, tels que les croisillons, de la technique antérieure.
Comme montré sur la figure 4, une installation suivant la technique antérieure comprend une gaine principale 1, de forte section, qui alimente une série de locaux 9, comportant chacun une bouche de soufflage 5 réunie, par une gaine la, à une gaine d'alimentation principale 1, les gaines la étant montées en parallèle les unes par rapport aux autres sur la gaine principale 1. On sait que, dans une installation classique de ce type, il existe une perte de charge, entre la bouche de soufflage 5 située la plus en amont et la boucle de soufflage 5' située la plus en aval, à une distance qui, dans le cas d'une gaine de grande longueur, peut être importante. Ainsi, dans le cas de la forme de réalisation représentée sur la figure 4, et en admettant que la distance f séparant les bouches de soufflage amont 5 et aval 5' soit d'environ 50 mètres, on peut prendre en compte une perte de charge moyenne de l'ordre de 50 pascals. En réglant la pression dans la gaine principale 1, pour que la pression de la bouche aval 5' ait une pression suffisante, estimée à 20 pascals, la pression au niveau de la bouche de soufflage amont 5 est, dès lors, de 70 pascals. Dans ces conditions si la bouche aval 5' est calculée pour fournir un flux d'air de 100m3/h, le débit fourni par la bouche de soufflage amont est dès lors de , soit 187m3/h. L'augmentation de débit de la bouche de soufflage amont 5 est ainsi de 87%, et on voit, dans ces conditions, que les moyens à mettre en oeuvre pour ramener ce débit au niveau de celui de la bouche de soufflage aval 5' seront relativement importants puisque le débit doit être sens iblemen divisé par deux.
La figure 5, représente une installation de même type, mais mise en oeuvre suivant la présente invention. Elle comprend une série de dispositifs tels que ceux représentés sur les figures 1 à 3 précédemment décrits, dans lesquels les conduites de soufflage et de reprise ont des diamètres de l'ordre de trois fois celui de l'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2, et les distances existant entre les axes zz' des bouches de soufflage 5 et les orifices de sertie 3 des éléments convergents 2 sont de l'ordre de 10 fois le diamètre de ces derniers. Ces dispositifs sont disposés en parallèle sur la canalisation principale 1, de façon à souffler, dans une série de locaux 9, un flux d'air qs. Comme précédemment, on admettra que la perte de charge existant entre les gaines d'alimentation amont et aval est de 50 pascals. Dans ces conditions, pour obtenir, au niveau de l'élément convergent aval 2, un débit d'environ 100m3/h la pression dans celui-ci doit être de 300 pascals et cette même pression au niveau de l'élément convergent 2 amont doit en conséquence être de 350 pascals. Le débit fourni par celui-ci est dès lors soit 110m3/h.
On constate ainsi que le dispositif suivant l'invention joue un rôle autorégulateur de débit, puisque le taux d'accroissement de débit dû à une même perte de charge, qui était de 87% dans une installation suivant la technique antérieure, passe à une valeur αe 10% dans une installation suivant l'invention. Cette différence serait encore plus marquée dans le cas d'une gaine d'alimentation 1 plus longue et présentant donc une perte de charge plus élevée. Ainsi dans le cas d'une perte de charge entre des bouches extrêmes amont et aval de 100 pascals, les taux d'accroissement du débit soufflé par la bouche amont par rapport à celui de la bouche aval sont respectivement de 144% pour les dispositifs suivant l'art antérieur et de 15% pour les dispositifs suivant l'invention.
On pourrait bien entendu, pour des débits d'air importants, utiliser un élément convergent 2 composé de plusieurs troncs de cônes coaxiaux. Ainsi, comme représenté sur la figure 6, on peut utiliser un élément convergent 2 constitué d'un élément convergent externe 2a et d'un élément convergent interne 2b, ces deux éléments étant liés par des entretoises longitudinales 22. Cette disposition permet de limiter les turbulences et d'obtenir des veines centrale 15 et annulaire 17 plus stables, ce qui améliore l'insonorisation du dispositif suivant l'invention.
Cette disposition permet donc, soit à niveau sonore égal et à énergie-consommée égale, d'augmenter le coefficient d'induction α , soit à coefficient d'induction α égal de diminuer le niveau sonore et l'énergie consommée. Comme montré sur la figure 7, l'élément convergent 2 peut être constitué d'un tronc de cône excentré, c'est-à-dire dont l'axe uu' de l'orifice de sortie 3 est décalé latéralement d'une valeur a par rapport à l'axe longitudinal yy' de la gaine d'alimentation 1. Ce tronc de cône est solidaire d'une partie cylindrique 62, d'axe yy' s'ajustant à l'intérieur de la gaine 1. Cette disposition permet, en faisant tourner l'ensemble du tronc de cône et de la partie cylindrique 62 autour de l'axe yy', de fai re varier le coefficient d'induction α en éloignant plus ou moins la veine d'air centrale 15 de la sortie de la gaine de reprise 13.
Dans une variante particulièrement intéressante de l'invention, représentée sur la figure 8, le dispositif est constitué d'un ensemble comprenant un élément tubulaire 70 d'axe longitudinal yy', ouvert à son extrémité amont et fermé à son extrémité aval. Cet élément. tubulaire 70 reçoit, d'amont en aval, un dispositif 71 destiné à assurer la régulation du flux d'air provenant de ld centrale, un élément convergent 2, une bouche d'aspiration rectangulaire 72, de grand axe longitudinal c'est-à-dire parallèle à l'axe yy', réalisée dans la paroi de l'élément tubulaire 70, juste en aval de l'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2, et une bouche de soufflage 74, de même forme que la bouche d'aspiration 72, disposée sur la même génératrice de l'élément tubulaire 70 que cette dernière et plus loin en aval. Les bouches d'aspiration 72 et de soufflage 74 sont entourées d'un cadre, respectivement 73 et 76 pourvu de ventelles 77, destinées à assurer une bonne orientation des flux d'air aspiré et soufflé. Suivant l'invention la partie la plus en amont de la bouche d'aspiration 72 est en alignement, suivant un axe transversal xx' perpendiculaire à l'axe longitudinal yy', avec l'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2. De plus, l'axe uu' de la bouche de soufflage 76 est disposé à une distance de l'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2 égale à sensiblement 13 fois le diamètre d de l'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2.
Un tel ensemble, comprend tous les éléments du dispositif suivant l'invention agencés de façon à fournir un bruit de fonctionnement minimal associé à des qualités de fonctionnement optimales. Cet ensemble est destiné à être fixé sur la cloison 9 d'un local à conditionner, sans nécessiter de calculs de la part de l'installateur en raison de sa conception unitaire, ce qui facilite grandement sa mise en oeuvre et constitue également une garantie que les différents éléments du dispositif ont été assemblés de façon à fournir le meilleur résultat. Eventuellement le dispositif 71, destiné à assurer la régularisation ou flux d'air en provenance de la centrale, peut être pourvu, de façon connue, de moyens échangeurs alimentés en fluide caloporteur par des canalisations, ces moyens échangeurs permettant d'ajuster la quantité de calor ies/f rigor ies provenant de la centrale destinée à être fournie au système.
La demanderesse a constaté, qu'en utilisant un élément convergent 2 possédant une paroi de forme générale tronconique, constituée d'une série d'ondulations adjacentes, on obtenait une amélioration de la stabilité de l'écoulement de l'air qui contribuait encore à diminuer le bruit du dispositif.
Ainsi, dans le mode de mise en oeuvre représenté sur les figures 9 et 10, l'élément convergent 2 est constitué, d'amont en aval, d'une partie cylindrique 80, d'un diamètre externe, de préférence égal au diamètre interne D de la gaine 1 d'alimentation en air (représentée en trait interrompu sur le dessin), et d'une seconde partie 82, de forme globale en tronc de cône, constituée d'une série d'ondulations adjacentes 84, se terminant par un orifice de sortie aval 3 de diamètre moyen d' correspondant au diamètre du cercle délimitant une surface interne équivalente à la surface de l'orifice de sortie 3 (représenté en trait interrompu sur la figure 10). L'orifice de sortie 3 de l'élément convergent 2 possède ainsi une périphérie constituée d'une succession de demi-cercles 85. De préférence les ondulations 84 sont de forme semi -tronconique. Le diamètre g de la grande base et le diamètre p de la petite base de ces semi-troncs de cône sont égaux au sixième respectivement des diamètres D de la partie cylindrique 80 et du diamètre moyen d' de l'orifice de sortie 3. Cette disposition est particulièrement intéressante en ce qu'elle permet d'augmenter la surface de contact ce qui améliore la stabilité de l'écoulement.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Dispositif des t iné à assurer la régulation en température d'un local au moyen d'un flux d'air (qs) à faible vitesse puisé dans celui-ci, comportant une bouche d'aspiration (11,72) et une bouche de soufflage
(5,74) disposées dans ledit local (9), la bouche d'aspiration (11,72) et la bouche de soufflage (5,74) débouchant dans une même canalisation (4) en communication avec une conduite d'alimentation en air sous pression (1), par des orifices d'aspiration et de soufflage, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens propres à créer dans ladite canalisation (4), entre les orifices d'aspiration et de soufflage, deux veines d'air coaxiales, à savoir une veine centrale (15) dans laquelle l'air se déplace à grande vitesse, et une veine d'air annulaire périphérique (17), entourant la veine d'air centrale, danti laquelle l'air se déplace à faible vitesse.
2 . - Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la veine d'air annulaire (17) est créée, par le déplacement de la veine d'air centrale
(15) à partir de l'air aspiré dans le local (9) par la bouche d'aspiration (11,72).
3.- Dispositif suivant la revendication 2 caractérisé en ce que les veines centrale (15) et axiale (17) sont créées par a u moins un élément (2) convergent d'amont en aval, dont l'orifice d'entrée amont est réuni, par la conduite (1), à des moyens d'alimentation en air sous pression et l'otifice de sortie aval (3) débouche dans la canalisation (4), les bouches d'aspiration (11,72) et de sou f f l age (5,74) étant respectivement réunies aux orifices d'aspiration et de soufflage par des gaines d'aspiration (13) et de soufflage (6), la partie la plus en amont de la surface d'intersection entre la gaine d'aspitation (13) et la canalisation (4) étant disposée immédiatement en aval de l'orifice de sortie (3) de l'élément convergent ( 2 ) .
4 . - Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que l'axe (uu') de la gaine de soufflage est disposée à une distance (L) de l'orifice de sortie (3) de l'élément convergent (2) égale à au moins sept fois le diametie (d) de l'orifice de sortie (3) dudit élément convergent (2).
5. -Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que le diamètre (D) de la canalisation (4) dans laquelle débouche l'élément convergent (2), est égal à au moins deux fois le diamètre (d) de l'orifice de sortie (3) de l'élément convergent (2).
6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage du débit du flux d'air admis par la conduite d'alimentation en air (1).
7.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément convergent est constitué d'un tronc de cône
(2), dont le diamètre externe de la grande base est identique au diamètre interne (D) de la gaine (1) reliée aux moyens d'alimentation en air sous pression.
8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément convergent (2) est constitué de deux troncs de cônes coaxiaux, à savoir un premier tronc de cône extérieur (2a), et un second tronc de cône intérieur
(2b) fixé sur le premier tronc de cône (2a) par des entretoises radiales et longitudinales (22).
9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8 caractérisé en ce que l'axe longitudinal (uu') de l'orifice de sortie (3) de l'élément convergent (2) est décalé transversalement par rapport à l'axe longitudinal (yy') de la gaine d'alimentation (1).
10.- Dispositif suivant la revendication 9 caractérisé en ce que l'élément convergent (2) est solidaire d'une base cylindrique (62) montée mobile en rotation autour de l'axe (yy') de la gaine d'alimentation (1).
11.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'en amont de l'élément convergent (2), est disposé un échangeur (42) permettant d'ajuster la température du flux d'air (qc) admis par la conduite d'alimentation en air (1).
12.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'en amont de l'élément convergent (2) sont disposés des moyens aptes à assurer la régularisation des filets d'air en provenance des moyens d'alimentation en air sous pression.
13.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'en amont de l'élément convergent (2) sont disposés des moyens (54) permettant d'ajustei le débit du flux d'air (qc) provenant des moyens d'alimentdt ion en air sous pression.
14.- Dispositif suivant la revendication 13 caractérisé en ce que de part et d'autre de l'élément convergent (2) sont disposés des capteurs de pression (50,52) destinés a mesuier le débit du flux d ' a i r délivré par l'élément convergent.
15.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes Caractérisé en ce que l'élément convergent (2) est constitué, d'amont en aval, d'une première partie cylindrique (80) de diamètre externe (D) de préférence égal au diamètre interne de la gaine (l) d'alimentation en air, et d'une seconde partie de forme globale en tronc de cône (82) constituée d'une série d'ondulations (84).
16.- Dispositif suivant l a revendication 15 caractérisé en ce que les ondulations (84) sont de forme sensiblement tronconique, les diamètres respectifs (g) et (p) de la grande et de la petite base des ondulations semi-tronconique (84) étant égal environ au sixième des diamètres respectifs (D) de la première partie cylindrique (80) et. du diamètre (d') moyen de l'orifice de sortie (3) de l'élément convergent (2).
17.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la canalisation (4) est prolongée de l'amont vers l'aval, au-delà de l'orifice de soufflage par un espace fermé (20) dont la profondeur (p) est égale à environ le quart du diamètre de la canalisation (4), de façon que l'air contenu dans celui-ci se comporte comme un tampon pneumatique amortisseur.
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