EP1106936A1 - Système de diffusion d'air - Google Patents

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EP1106936A1
EP1106936A1 EP00460061A EP00460061A EP1106936A1 EP 1106936 A1 EP1106936 A1 EP 1106936A1 EP 00460061 A EP00460061 A EP 00460061A EP 00460061 A EP00460061 A EP 00460061A EP 1106936 A1 EP1106936 A1 EP 1106936A1
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EP
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air
pressure drop
upstream
sheath
downstream
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Withdrawn
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EP00460061A
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German (de)
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Inventor
Alain Sion
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Diffusion Thermique Ouest SA
Original Assignee
Diffusion Thermique Ouest SA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F24F13/02—Ducting arrangements
    • F24F13/06—Outlets for directing or distributing air into rooms or spaces, e.g. ceiling air diffuser
    • F24F13/068—Outlets for directing or distributing air into rooms or spaces, e.g. ceiling air diffuser formed as perforated walls, ceilings or floors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F24F13/02—Ducting arrangements
    • F24F13/06—Outlets for directing or distributing air into rooms or spaces, e.g. ceiling air diffuser
    • F24F2013/0608—Perforated ducts

Definitions

  • the present invention relates to an air diffusion system.
  • the invention applies in particular to heating, cooling, humidification or ventilation of a room.
  • said sheath consists of a fabric or a breathable fabric for example, said fabric can be made of various materials.
  • Said fabric or said canvas has a plurality of alignments of holes on their diffusion zones. These alignments are practiced according to sheath generators, when the latter is inflated by the blowing means.
  • a major drawback of these systems lies in the causes the air blown into each duct to come out at a reduced blowing rate at a very low flow rate through the holes which are close to its entry orifice comparison of the air leaving the other end of the duct, due to the static pressure of the air at the inlet of the duct which is then substantially lower than that existing at the end sheath. It turns out that this air pressure in the vicinity of said inlet orifice is insufficient to ensure correct air distribution.
  • the aim of the present invention is to propose another broadcasting system air which is connected to blowing means and which makes it possible to provide, for air flows can vary within a relatively wide range including reduced flows, a distribution of the air flow diffused by said system which is uniform over the length of the latter and with only one direction of diffusion predetermined, for example normal to the zone or zones of diffusion of said system.
  • an air diffusion system is of the type which consists of an air permeable envelope connected by its upstream end to blowing means and closed at its downstream end. It is characterized in that at the interior of said envelope is provided with at least one pressure drop means delimiting between them and the upstream and downstream ends of said sheath of the chambers, a pressure drop means being provided with means for the passage of air from the chamber upstream to the chamber downstream.
  • each pressure drop means consists of a wall which rests on the inner peripheral wall of the sheath and which is provided with an orifice constituting said passage between the upstream chamber and the downstream chamber of said means of pressure drop
  • Said wall may advantageously be a frustoconical wall whose base has its periphery which rests on the internal peripheral wall of the sheath and the truncated vertex is located downstream of said base and constitutes said orifice.
  • Said orifice is for example surrounded by a collar.
  • the orifices of the loss means of load are of section smaller and smaller as one moves away from the upstream end of the system through which the air is blown.
  • the pressure drop means are different from each other as we move away from the end upstream of the system through which the air is blown.
  • the height or angle of said frustoconical wall are growing larger as one moves away from the upstream end of the system through which the air is blown.
  • the lengths of the chambers in upstream of the pressure drop means are increasingly important as and as we move away from the upstream end of the system through which the air is blown.
  • the air distribution system shown in FIG. 1 is essentially made up a cylindrical sheath 10 with a diameter much smaller than its length.
  • the diameter of the sheath 10 is approximately 300 mm while its length is about 4.5 m.
  • the sheath 10 could have any shape section without departing from the scope of the present invention.
  • the sheath 10 is connected by its upstream end 10 1 to a blowing means (not shown) such as a fan, for receiving air therein, while its downstream end is closed by a wall 10 2 .
  • a blowing means such as a fan
  • the sheath 10 consists of an envelope which is permeable to air.
  • the permeability of the envelope 10 is for example produced by rows of perforations drilled along generators of the sheath. The location and number of these rows depend on the use which is envisaged for the sheath 10.
  • the chamber 12 i is located upstream from a pressure drop means 11 i but is located downstream from a pressure drop means 11 i-1 .
  • These means 11 i are provided, on the one hand, for increasing the static pressure in the chamber 12 i which is upstream and, on the other hand, for letting an air flow pass to the chamber 12 i + 1 downstream while controlling the flow of this passage.
  • the pressure drop means 11 i could consist of a simple partition pierced in its center with a hole whose diameter would be determined for controlling the air flow rate at the outlet of the pressure drop means 11 i , the partition itself creating a pressure drop which has the effect of increasing the static pressure in the upstream chamber 12 i .
  • the pressure drop means 11 i consist of a frustoconical wall whose base 14 i has its periphery (the large diameter D i in the case of a cylindrical sheath ) which rests on the periphery of the sheath 10 and the truncated top 13 i (of smaller diameter d i in the case of a cylindrical sheath) is located downstream of the base 14 i and constitutes the orifice of passage between two successive chambers.
  • the section of the passage orifice 13 i is determined as a function of the flow rate which is desired in the downstream chamber 12 i + 1 taking into account the flow rate blown into the sheath 10 and the air flow rate which has been diffused in the one or more upstream chambers 12 i .
  • Said orifice 13 i is for example surrounded by a flange 15 i .
  • the height h i of the truncated cone of a pressure drop means 11 i or of the angle of inclination of the truncated cone are provided so that said means 11 i provide the desired pressure drop.
  • the greater the angle of inclination ⁇ i the greater the gain in static pressure in the upstream chamber 12 i .
  • the pressure drop means 11 i do not all have the same configuration as one moves along the sheath 10 from the end 10 1 of air blowing. Indeed, the further one is from this end 10 1 , the smaller the section of the orifice 13 i of the truncated cone, and the higher the height h; of the truncated cone or the angle of inclination ⁇ i of the truncated cone are important.
  • each pressure drop means 11 i can adjust the section of the orifice 13 i of each pressure drop means 11 i , as well as its height h i (or its angle of inclination ⁇ i ), one can adjust the static pressure along the sheath and thus obtain uniformity of the air flow diffused over the length of the sheath.
  • the length of the sheath could be 4.50 m and the distance between the pressure drop means could be 1.50 m for a sheath diameter of approximately 300 mm.
  • Such a duct could provide an incoming air flow of approximately 2000 m 3 per hour with an operation between 10 and 100% of this flow.
  • the total pressure at its inlet could be of the order of 300 pascals. This total pressure is no more than 60 pascals for operation at 10% of the maximum flow.

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Abstract

La présente invention concerne un système de diffusion d'air du type qui est constitué d'une enveloppe perméable à l'air (10) reliée, par son extrémité amont, à des moyens de soufflage et fermée à son extrémité aval. Il est caractérisé en ce qu'à l'intérieur de ladite enveloppe (10) sont prévus au moins un moyen de perte de charge (11i) délimitant, entre eux et les extrémités amont et aval (101 et 102) de ladite gaine (10), des chambres (12i), un moyen de perte charge (11i) étant pourvu de moyens pour le passage de l'air de la chambre (12i) à son amont vers la chambre (12i+1) à son aval. L'invention s'applique notamment au chauffage, au rafraîchissement, à l'humidification ou à la ventilation d'un local. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un système de diffusion d'air. L'invention s'applique notamment au chauffage, au rafraíchissement, à l'humidification ou à la ventilation d'un local.
Pour le chauffage, la climatisation ou la ventilation d'un local industriel ou commercial, il est connu d'utiliser des systèmes de diffusion d'air du type constitué d'une gaine souple cylindrique de grande longueur, prévue pour permettre la diffusion de l'air introduit à son orifice d'entrée d'air par un moyen de soufflage.
Dans un exemple de réalisation connu, ladite gaine est constituée d'un tissu ou d'une toile perméable à l'air par exemple, ladite toile pouvant être constituée de divers matériaux. Ledit tissu ou ladite toile présentent une pluralité d'alignements de trous sur leurs zones de diffusion. Ces alignements sont pratiqués suivant des génératrices de la gaine, lorsque celle-ci se trouve gonflée par le moyen de soufflage.
Ces systèmes de diffusion d'air souples présentent l'avantage d'être aisément montables, démontables et transportables, du fait de leur légèreté, et d'être peu onéreux par rapport aux gaines en tôles, également utilisées. De plus, il fonctionnent avec un niveau de bruit réduit.
Cependant, ces systèmes ne donnent pas entière satisfaction dans le cas où l'on souhaite faire varier le débit de soufflage de l'air dans la gaine correspondante, car les trous précités sont précisément dimensionnés pour assurer une diffusion de l'air satisfaisante pour un débit de soufflage prédéterminé.
Plus particulièrement, un inconvénient majeur de ces systèmes réside dans le fait que, à débit de soufflage réduit, l'air qui est insufflé dans chaque gaine en sort selon un débit très faible par les trous qui sont proches de son orifice d'entrée en comparaison de l'air quittant l'autre bout de la gaine, du fait de la pression statique de l'air à l'entrée de la gaine qui est alors sensiblement inférieure à celle existant en bout de gaine. Il s'avère que cette pression d'air au voisinage dudit orifice d'entrée est insuffisante pour y assurer une diffusion correcte de l'air.
On a déjà proposé une solution à ces problèmes dans le document de brevet FR-A-2 759 153 dans lequel il est prévu un système de diffusion d'air essentiellement constitué d'une chambre de répartition qui entoure une chambre de surpression à laquelle sont reliés des moyens de soufflage.
Le but de la présente invention est de proposer un autre système de diffusion d'air qui soit relié à des moyens de soufflage et qui permette de procurer, pour des débits d'air pouvant varier à l'intérieur d'une gamme relativement étendue comprenant des débits réduits, une répartition du débit d'air diffusé par ledit système qui soit uniforme sur la longueur de ce dernier et ce, avec une seule direction de diffusion prédéterminée, par exemple normale à la ou les zones de diffusion dudit système.
A cet effet, un système de diffusion d'air selon la présente invention est du type qui est constitué d'une enveloppe perméable à l'air reliée, par son extrémité amont, à des moyens de soufflage et fermé à son extrémité aval. Il est caractérisé en ce qu'à l'intérieur de ladite enveloppe est prévu au moins un moyen de perte de charge délimitant entre eux et les extrémités amont et aval de ladite gaine des chambres, un moyen de perte charge étant pourvu de moyens pour le passage de l'air de la chambre à son amont vers la chambre à son aval.
Par exemple, chaque moyen de perte de charge est constitué d'une paroi qui s'appuie sur la paroi périphérique interne de la gaine et qui est pourvue d'un orifice constituant ledit passage entre la chambre amont et la chambre aval dudit moyen de perte de charge Ladite paroi peut être avantageusement une paroi tronconique dont la base a sa périphérie qui s'appuie sur la paroi périphérique interne de la gaine et dont le sommet tronqué se trouve en aval de ladite base et constitue ledit orifice. Ledit orifice est par exemple entouré d'une collerette.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les orifices des moyens de perte de charge sont de section de plus en plus faible au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité amont du système par où est insufflé l'air.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de perte de charge sont différents les uns des autres au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité amont du système par où est insufflé l'air. Par exemple, la hauteur ou l'angle de ladite paroi tronconique sont de plus en plus grands au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité amont du système par où est insufflé l'air.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les longueurs des chambres en amont des moyens de perte de charge sont de plus en plus importantes au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité amont du système par où est insufflé l'air.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaítront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec le dessin joint.
Le système de diffusion d'air représenté à la Fig. 1 est essentiellement constitué d'une gaine 10 cylindrique de diamètre beaucoup plus faible que sa longueur. Par exemple, le diamètre de la gaine 10 est d'environ 300 mm alors que sa longueur est d'environ 4,5 m. On notera également que la gaine 10 pourrait présenter toute forme de section sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.
La gaine 10 est reliée par son extrémité amont 101 à un moyen de soufflage (non représenté) tel qu'un ventilateur, pour y recevoir de l'air, alors que son extrémité aval est fermée par une paroi 102.
La gaine 10 est constituée d'une enveloppe qui est perméable à l'air. La perméabilité de l'enveloppe 10 est par exemple réalisée par des rangées de perforation percées le long de génératrices de la gaine. L'emplacement et le nombre de ces rangées dépendent de l'utilisation qui est envisagée pour la gaine 10.
Elle est par exemple destinée à être maintenue sur un plafond 20 d'un local au moyen d'un système de fixation approprié (non représenté). Néanmoins, elle pourrait également être fixée de manière verticale dans ledit local.
A l'intérieur de la gaine 10, on a prévu des moyens de perte de charge 11i (i = 1 à 4 sur la Fig.unique). Ces moyens 11i délimitent, entre eux et les extrémités 101 et 102 de ladite gaine 10, des chambres 12i. Par ailleurs, ces moyens 11i sont pourvus de moyens 13i pour le passage de l'air de la chambre amont 12; vers la chambre aval 12i+1.
On notera que la chambre 12i se trouve en amont d'un moyen de perte de charge 11i mais se trouve en aval d'un moyen de perte de charge 11i-1.
Ces moyens 11i sont prévus, d'une part, pour augmenter la pression statique dans la chambre 12i qui se trouve en amont et, d'autres part, pour laisser passer un flux d'air vers la chambre 12i+1 aval tout en contrôlant le débit de ce passage.
De manière générale, chaque moyen de perte de charge (11i, i = 1 à n) est constitué d'une paroi qui s'appuie sur la paroi périphérique interne de la gaine (10) et qui est pourvue d'un orifice (13i) constituant ledit passage entre la chambre amont 12i et la chambre aval 12i+1 dudit moyen de perte de charge 11i.
Ainsi, les moyens de perte de charge 11i pourraient être constitués d'une simple cloison percée en son centre d'un trou dont le diamètre serait déterminé pour le contrôle du débit d'air en sortie du moyen de perte de charge 11i, la cloison en elle-même créant une perte de charge qui a pour effet l'augmentation de la pression statique dans la chambre amont 12i.
Plus particulièrement, dans l'exemple de réalisation représenté, les moyens de perte de charge 11i sont constitués d'une paroi de forme tronconique dont la base 14i a sa périphérie (le grand diamètre Di dans le cas d'une gaine cylindrique) qui s'appuie sur la périphérie de la gaine 10 et dont le sommet tronqué 13i (de plus petit diamètre di dans le cas d'une gaine cylindrique) se trouve en aval de la base 14i et constitue l'orifice de passage entre deux chambres successives.
La section de l'orifice de passage 13i est déterminée en fonction du débit qui est désiré dans la chambre aval 12i+1 compte tenu du débit insufflé dans la gaine 10 et du débit d'air qui a été diffusé dans la ou les chambres amont 12i. Ledit orifice 13i est par exemple entouré d'une collerette 15i.
Quant à la hauteur hi du tronc de cône d'un moyen de perte de charge 11i ou de l'angle d'inclinaison
Figure 00040001
du tronc de cône, ils sont prévus pour que ledit moyen 11i procure la perte de charge désirée. Plus l'angle d'inclinaison αi est important, plus le gain en pression statique dans la chambre amont 12i est important.
Comme on peut le constater sur la Fig. unique, les moyens de perte de charge 11i n'ont pas tous la même configuration au fur et à mesure que l'on se déplace le long de la gaine 10 à partir de l'extrémité 101 d'insufflation d'air. En effet, plus l'on se trouve éloigné de cette extrémité 101, plus la section de l'orifice 13i du tronc de cône est petite, et plus la hauteur h; du tronc de cône ou l'angle d'inclinaison αi du tronc de cône sont importants.
Il peut également en être de même des longueurs Li des chambres qui séparent deux moyens de perte de charge 11i-1 et 11i qui sont d'autant plus importantes au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité d'insufflation d'air de la gaine 10.
On comprendra qu'en ajustant la section de l'orifice 13i de chaque moyen de perte de charge 11i, ainsi que sa hauteur hi (ou son angle d'inclinaison αi), on peut ajuster la pression statique le long de la gaine et ainsi obtenir une uniformité du flux d'air diffusé sur la longueur de la gaine.
On a pu montrer qu'avec une telle gaine 10, il était possible d'avoir un flux d'air uniformément réparti sur sa longueur avec des jets d'air qui se trouvent à 90° de la génératrice d'où l'air souffle.
On a également pu montrer que cela pouvait être le cas dans un domaine de débits qui peut être variable de 10 à 100 % d'une valeur maximale de débit d'air insufflé.
A titre d'exemple, la longueur de la gaine pourrait être de 4,50 m et la distance entre les moyens de perte de charge pourrait être de 1,50 m pour un diamètre de gaine d'environ 300 mm. Une telle gaine pourrait assurer un débit d'air entrant d'environ 2000 m3 par heure avec un fonctionnement entre 10 et 100 % de ce débit. La pression totale à son entrée pourrait être de l'ordre de 300 pascals. Cette pression totale n'est plus que de 60 pascals pour un fonctionnement à 10 % du débit maximum.

Claims (8)

  1. Système de diffusion d'air du type qui est constitué d'une enveloppe perméable à l'air (10) reliée, par son extrémité amont, à des moyens de soufflage et fermée à son extrémité aval, caractérisé en ce qu'à l'intérieur de ladite enveloppe (10) sont prévus au moins un moyen de perte de charge (11i) délimitant, entre eux et les extrémités amont et aval (101 et 102) de ladite gaine (10), des chambres (12i), un moyen de perte charge (11i) étant pourvu de moyens pour le passage de l'air de la chambre (12i) à son amont vers la chambre (12i+1) à son aval.
  2. Système de diffusion d'air selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque moyen de perte de charge (11i, i = 1 à n) est constitué d'une paroi qui s'appuie sur la paroi périphérique interne de la gaine (10) et qui est pourvue d'un orifice (13i) constituant ledit passage entre la chambre amont et la chambre aval dudit moyen de perte de charge.
  3. Système de diffusion d'air selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite paroi est une paroi tronconique dont la base a sa périphérie qui s'appuie sur la paroi périphérique interne de la gaine (10) et dont le sommet tronqué se trouve en aval de ladite base et constitue ledit orifice (13i).
  4. Système de diffusion selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit orifice (13i) est entouré d'une collerette (14i).
  5. Système de diffusion selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les orifices (13i) des moyens de perte de charge sont de section de plus en plus faible au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité amont du système par où est insufflé l'air.
  6. Système de diffusion selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de perte de charge (11i) sont différents les uns les autres au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité amont du système par où est insufflé l'air.
  7. Système de diffusion selon la revendication 6, caractérisé en ce que la hauteur ou l'angle de ladite paroi tronconique sont de plus en plus grands au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité amont du système par où est insufflé l'air.
  8. Système de diffusion selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les longueurs des chambres en amont des moyens de perte de charge sont de plus en plus importantes au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité amont du système par où est insufflé l'air.
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FR9914255A FR2800854B1 (fr) 1999-11-08 1999-11-08 Systeme de diffusion d'air

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EP00460061A Withdrawn EP1106936A1 (fr) 1999-11-08 2000-11-07 Système de diffusion d'air

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