FR2473159A1 - Dispositif de conditionnement a emmagasinage de chaleur - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN COLLECTEUR SOLAIRE ET UN DISPOSITIF FONCTIONNANT A L'ENERGIE SOLAIRE. LE DISPOSITIF COMPORTE UN RESERVOIR FROID 24, UN RESERVOIR CHAUD 22, UN RESERVOIR A EAU CHAUDE 26, UNE POMPE A CHALEUR 25 ET DES CONDUITES DANS DES DALLES DE MUR ET DE SOL ASSURANT LA CIRCULATION D'AIR EN CIRCUIT OUVERT OU FERME AVEC DES COLLECTEURS SOLAIRES 10, 11, 12.

Description

Dispositif de conditionnement à emmagasinage

de chaleur.

La présente invention a pour objet un dispositif de conditionnement et trouve une application importante dans le domaine du chauffage solaire; elle concerne

particulièrement un dispositif de collecte, d'emmagasi-

nage et de distribution pour un immeuble à chauffage solaire.

L'invention vise notamment à fournir un disposi-

tif compact, efficace et relativement peu coûteux pour emmagasiner de la chaleur solaire collectée, et pour commander la circulation nécessaire d'un fluide (par exemple de l'air), vers le système d'emmagasinage, à

l'intérieur et depuis celui-ci. L'invention vise égale-

ment à fournir un dispositif destiné à faire circuler

de l'air vers des collecteurs solaires et l'espace ha-

bitable et à nartir d'eux, dispositif compatible avec

la construction conventionnelle et pouvant être incor-

Dorée à elle. D'autres buts de l'invention comprennent

la réalisation de commandes et d'éléments perfection-

nés et p3eu coûteux pour un dispositif de ce genre.

Selon un aspect de l'invention, un disoositif, conçu spécialement Dour être utilisé conjointement

avec un collecteur solaire à air, comprend: un réser-

voir froid de liquide dans lequel de la chaleur est emmagasinée à une température relativement basse; un

réservoir chaud de liquide à une température relative-

ment élevée; une pompe à chaleur pour transférer di-

rectement de la chaleur du réservoir froid au réservoir

chaud; et des échangeurs froids et chauds, respecti-

vement dans le réservoir froid et le réservoir chaud, comprenant chacun une entrée de fluide et une sortie

de fluide, qui sont agencés pour transférer de la cha-

leur entre le liquide du téservoir respectif et le fluide qui circule dans l'échangeur. Dans un mode de réalisation comprenant un réservoir d'eau chaude, une

pompe à chaleur pour transférer directement de la cha-

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leur du réservoir chaud ou du réservoir froid vers le réservoir à eau chaude, et un échangeur thermique dans le réservoir à eau chaude, un fluide allant vers une

source d'air déterminée (par exemple un collecteur solai-

re déterminé) ou le volume à chauffer, ou en provenant, peut passer à volonté par l'un quelconque des échangeurs, l'air peut être déshumidifié et être ensuite chauffé en

passant successivement par le réservoir froid, par le ré-

servoir chaud, puis Dar le volume à chauffer.

D'autres caractéristiques importantes de l'invention ccmpren-

nent un dispositif de traitement d'air, de réalisation modulaire

à blocs multiples dans lequel des organes d'étranglement, qui se-

ront oer la suite appelés papillons de caunande, sont intercalés entre les blocs voisins et un courant de cam ande nasse par des conduits passant par des blocs déterminés, un distributeur d'air comprenant deux niveaux de conduite longitudinale, les conduites d'un niveau étant perpendiculaires à celles de l'autre niveau et définissant des raccords de commande entre les deux niveaux pour diriger la circulation entre

le dispositif de traitement d'air et/ou le volume à chauf-

fer et le ou les collecteurs solaires, des poutres de char-

pente et des panneaux muraux qui délimitent toutes les

conduites nécessaires dans l'immeuble à chauffer ou à con-

ditionner, l'utilisation de matériaux plastiques et de

béton léger à bas prix pour les éléments formant les con-

duites, et un module de nompe à chaleur monté à la jonc-

tion entre les réservoirs chaud, froid et d'eau chaude,

et comprenant un élément de transfert thermique posi-

tionné dans chaque réservoir.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion amnaraitront au cours de la description qui va suivre

d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La Figure 1 est une vue en perspective d'une maison

de résidence comportant un dispositif solaire selon l'in-

vention, la figure 2 est une vue en perspective et en coupe partielle du dispositif d'emmagasinage et de parties du dispositif de distribution de la maison de la figure 1, la figure 3 est une vue en perspective éclatée

et en coupe partielle de parties du dispositif d'emmagasi-

nage et du dispositif de distribution de la figure 2, les figures 4A à 4J sont des coupes partielles de dispositifs de traitement d'airet de distribution, les figures 5A et 5B sont des vues en plan et en coupe partielle de parties du dispositif de distribution, la figure 6 est une vue en perspective et en coupe partielle d'une partie d'angle de la maison de la figure 1,

la figure 7 est une coupe de deux plaques de pa-

rois de séparation verticale, la figure 8 est une coupe à grande échelle d'une partie des plaques de la figure 7, la figure 8A est une coupe à grande échelle d'une partie de la plaque murale avec la fixation par tiges et gaines,

la figure 9 est une coupe du raccordement de con-

duites dans une poutre de plancher et une dalle murale com-

prenant une conduite collectrice, la figure 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la figure 9, la figure Il est une coupe d'une partie murale de la maison de la figure 1 avec un papillon, la figure liA est une vue en plan du papillon de la figure 11, les figures 12 à 15 sont des coupes de parties d'un toît et d'un mur de la maison de la figure 1, la figure 16 est une vue en plan d'une partie du toit de la maison de la figure 1, les figures 17 et 18 sont des coupes suivant les lignes 17-17 et 18-18 de la figure 16,

la figure 19 est une coupe d'une partie du dispo-

sitif d'emmagasinage, la figure 20 est une vue en perspective et en coupe partielle du module d'une pompe à chaleur, la figure 21 est une vue en perspective de parties du module de pompe à chaleur, les figures 22 à 24 sont des coupes de parties du module de pompe à chaleur,

la figure 25 est une vue en perspective de l'échan-

geur thermique, les figures 26 et 27 sont des coupes de parties de l'échangeur thermique de la figure 25, la figure 28 est une vue en perspective d'un pa- pi IIon,

les figures 29 et 30 sont des coupes, respective-

ment suivant les lignes 29-29 de la figure 28 et 30-30 de la figure 29, 1o la figure 31 est une coupe d'un commutateur et la figure 32 est le schéma d une unité de commande comprenant

le commutateur de la figure 31.

Les figures 1 à 3 représentent des collecteurs solaires 10, 11 et 12, respectivement sur le to t 14 face

au Sud et sur des murs 16,17 face à l'Est et à l'Ouest, d'-

un navillon familial 18, branchés par des

conduites sur un dispositif d'emmagasinage 20 et un dispo-

sitif 21 de traitement d'air. Le dispositif d'emmagasinage

consiste en un grand réservoir 19 en béton divisé inté-

rieurement par des parois verticales en béton, en un réser-

voir chaud 22, un réservoir froid 24 et un réservoir 26

d'eau chaude domestique.

L'intérieur de chaque réservoir est revêtu d'une couche isolante 23, par exemple en polystyrène expansé de forte densité; chaque réservoir est rempli d'eau qui sert de puits de chaleur à temtérature sensiblement constante. Le présent mode de réalisation est conçu pour un climat tel

que le climat espagnol, mais des collecteurs muraux géné-

ralement utilisés dans des climats plus froids sont in-

clus à titre illustratif. Le réservoir froid 24 contient en-

viron 8 m3 d'eau à environ 100C; le réservoir chaud ?2 contient environ 8 m3 d'eau à une température de l'ordre de 32 à 370C; et le réservoir d'eau chaude 26 contient environ 2 m3 d'eau à environ 520C. Des échangeurs thermiques air-eau 28 et 29 et un échangeur thermique air-eau froid 32 sont

montés respectivement dans le réservoir chaud 22, le ré-

servoir d'eau chaude 26 et le réservoir froid 24. Un module de pompe à chaleur est monté à la jonction entre

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les réservoirs 22, 24, 26 pour transférer de la chaleur entre ces réservoirs; et un échangeur 128 à eau-eau chaude destiné à chauffer l'eau chaude domestique est monté dans le réservoir chaud 22 et comporte un serpentin 128a dans le réservoir d'eau chaude 26. Le module 25 comporte un con- denseur 31 et un évaporateur 30 dans le réservoir chaud

22, un évaporateur 34 et un compresseur 36 dans le réser-

voir froid 24 et un condenseur 126 dans le réservoir d'eau

chaude 26.

Comme le montrent les figures, le dispositif d'em-

magasinage 20 est situé dans le sous-sol, c'est-à-dire au-

dessous du rez-de-chaussée de la maison 10, et, bien que cela ne soit pas représenté, il est souvent souhaitable de disposer le dispositif au centre de la maison, au-dessous du nlanchar.Te dispositif 21 de traitement d'air est monté sur

le couvercle supérieur 15 du réservoir de béto n 19 du dis-

positif d'emmagasinage 20, et il comprend un grand nombre de blocs cubiques ou rectangulaires d'une.matière plastique cellulaire semi-rigide, par exemple de polystyrène. Comme cela sera décrit en détail par la suite, différents blocs sont creusés ou entaillés selon les besoins pour former des

circuits nécessaires de circulation d'air, dans le disposi-

tif de traitement d'air; des papillons commandés par moteur sont montés entre blocs voisins, selon les besoins, pour commander la circulation d'air. Les dimensions des conduites sont variables. Celles qui sont représentées ont

une section de l'ordre de 40 cm et sont espacées de 10 cm.

Le dispositif 21 de traitement d'air est relié lui-

même directement aux échangeurs chaud et froid 28, 29 et 32; et, par l'intermédiaire d'un distributeur d'air désigné globalement par 500, avec les conduites dans la maison, et

les collecteurs 10, Il et 12,ainsi qu'avec l'extérieur.

Le dispositif de traitement d'air produit à volonté une circulation d'air entre les collecteurs 10, 11, 12 et l'un quelconque des échangeurs 28, 29, 32; entre l'échangeur

froid 32 ou l'échangeur chaud 28 et les pièces dans la mai-

son 18; et vers et depuis l'extérieur. Comme cela est décrit en détail dans la demande de Brevet US 927.048, et comme cela apparaîtra clairement par la suite, il existe plus de cinquante chemins différents de circulation d'air et le

circuit particulier de circulation établi par le disposi-

tif de traitement d'air dépend, entre autres choses, du climat extérieur et de la température intérieure, de l'hu-

midité et des conditions d'air frais.ainsi que des tempéra-

tures desréservoirs d'.emmagasinage.

Les figures 4A à 4J montrent que les blocs qui forment le dispositif 21 de traitement d'air sont disposés en deux couches horizontales, chacune d'une longueur de huit (8) blocs et d'une largeur de cinq (5) blocs. Les conduites ou les passages principaux de circulation d'air définis par

les parties entaillées des blocs sont les conduites de col-

lections 38 et 40 qui permettent la circulation depuis et vers les collecteurs, et les conduites de distribution 42 et 44 qui assurent la distribution vers et depuis la maison 18, ou réciproquement. Comme le montrent les figures, la conduite de collection 38 fait circuler de l'air vers ou depuis un côté, désigné par 28-1, 29-1 et 32-1 de chacun des échangeurs chaud et froid 28, 29 et 32 tandis que la

conduite de collection 40 est branchée sur l'autre côté 28-

2, 29-2, 32-2 des échangeurs. La conduite de distribution 42 est reliée au côté 28-1, et 32-1 des échangeurs 28, 32; et la conduite de distribution 44 est reliée au côté 28-2, 32-2 des deux mêmes échangeurs. Les plus grandes parties des conduites 38, 40 se trouvent dans la couche inférieure des blocs constituant le dispositif 21 de traitement d'air (Figure 4B); et la plus grande partie des conduites 42, 44 se trouve dans la couche supérieure (figure 4A). La couche inférieure (figure 4B) contient également une conduite 50 de croisement reliant la conduite de collecteur 38 (sur le

côté 28-1 de l'échangeur chaud 28) avec la conduite de col-

lecteur 40 (sur le côté 32-2 de l'échangeur froid 32). Dans

la couche supérieure (figure 4A) une conduite 150 de croi-

sement relie la conduite de distribution 42 (sur le côté

32-1 de l'échangeur froid 32) avec la conduite de distri-

bution 44 (sur le côté 28-2 de l'échangeur chaud 28).

Une soufflante réversible 52 à vitesse variable est montée dans la partie de la conduite de collecteur 38 entre le branchement sur le distributeur d'air 500 (dans la couche supérieure des blocs) et la partie principale de la conduite 38 (dans la couche inférieure). La soufflan- te 52 est intercalée en position entre quatre des blocs

voisins, deux dans chacune des couches supérieure et infé-

rieure du dispositif de traitement d'air. Une soufflante similaire (54) est montée dans la partie de la conduite de distribution 42 entre le branchement sur le distributeur

d'air 500, intercalée entre deux des blocs formant la cou-

che supérieure du dispositif 21 de traitement d'air. Un filtre à air 53 est également monté dans la conduite 42 entre la soufflante 54 et le branchement au distributeur

500.

Seize papillons à moteur, désignés par 39, 200,

202, 204, 206, 207, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222, 305,

307 et 309 sont montés dans le dispositif 21 de traitement

d'air pour commander la circulation d'air entrant et traver-

sant le dispositif. Lespapillons200, 206 et 216 sont montés horizontalement entre les deux couches de bloc formant le dispositif 21 et commandent respectivement la circulation dans la conduite 42 près du côté d'échangeur 32-1, dans la

conduite 42 près du côté d'échangeur 28-1 et dans la con-

duite 44 près du côté d'échangeur 28-2. Les papillons 39,

207, 220 et 309 sont montés horizontalement en haut du dis-

positif de traitement d'air, respectivement entre la con-

duite 38 et la conduite d'air frais 38-3, la conduite 42 et la conduite d'air frais 42-3, la conduite 44 et la conduite d'air frais 44-3 et la conduite 40 et la conduite d'air

frais 40-2. Les autres papillons du dispositif 21 de trai-

tement d'air sont tous montés verticalement, intercalés entre des blocs de la couche supérieure (papillons 210 et 218) ou de la couche inférieure (papillons 202, 204, 212,

214, 222, 305 et 307), du dispositif de traitement d'air.

Les deux papillons de la couche supérieure 210 et 218 com-

mandent respectivement la circulation d'air depuis le côté d'échangeur 322 vers la conduite 44 et dans la conduite de croisement 150. Au niveau inférieur, les papillons 202, 305 et 204 commandent là circulation d'air dans la conduite de collecteur 38 vers respectivement les côtés d'échangeur 32-1, 29-1 et 28-1; les papillons 212,-307 et 214 commandent la circulation depuis les côtés d'échangeur 32-2, 29-2 et 28-2 vers laconduite de collecteur 40; et le papillon 222

commande la circulation dans la'conduite de croisement 50.

La construction par blocs du dispositif 21 de trai-o tement d'air et la manière dont les papillons sont assemblés

entre les blocs apparait plus clairement sur la figure 4G.

Sur les figures 4A-4F et 4I, 5A, 5B, les papillons sont re-

présentés schématiquement et, pour la clarté du dessin, il ne s'étendent pas sur toute la largeur des conduites. Mais en pratique, les papillons couvrent toute la largeur des conduites et sont ajustés entre les blocs constituant le dispositif de traitement-d'air. Les blocs eux-mêmes sont assemblés de façon étanche avec leursfacesplanesvoisines appliquées lesunes contre les autres et ils sont maintenus par un châssis 27. Si, comme dans' le cas des papillons 307 et 214 sur la figure 4B,-un papillon doit s'ajuster entre deux blocs voisins, l'un des deux blocs-est entaillé, l'épaisseur de la partie enlevée étant égale à celle du papillon de sorte que ce dernier s'ajuste exactement entre

les deux blocs sans modifier le réseau de base des blocs.

Les côtés du cadre du papillon-sont ainsi-maintenus ferme-

ment en position par les blocs voisins. Comme le montre la figure,. un seul des deux blocs sur un côté ou l'autre du papillon est entaiLlé. Evidemment, si cela est souhaité, de

plus petites fractions peuvent être enlevées des deux blocs.

Les soufflantes 52, 54 à vitesse variable sont montées d'une façon similaire. Etant donné que les blocs du dispositif 21 de traitement d'air ne sont pas fixés physiquement entre eux', ce dispositif peut être facilement démonté selon les besoins, par exemple pour réparer ou remplacer un papillon

ou une soufflante.

Des filtrbs 280, 282, 284, 286 sont montés respec-

tivement aux entrées des conduites 38-3,-44-3, 40-2 et 42-3.. Les entrées de chacune des conduites 38-3, 44-3,

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-2 et 42-3 sont dans un patio 6 sur le côté Est de la maison 18 (voir figure 1). Un filtre 288 est également

branché à l'entrée de la conduite 42. Pourréduire les per-

tes de pression, tous les filtres dans lesquels se pro-

duit une circulation d'air dans les deux sens sont montés

tournants *et peuvent être ouverts lorsqu'il y a une circu-

lation sortante plutôt qu'entrante dans les conduites. La réalisation des ensembles de filtres est essentiellement la même que celle des papillons, à l'exception près qu'un

filtre amovible remplace le volet de papillon 820 repré-

senté sur la figure 28.

Comme le montre la figure 4A, les quatre conduites principales du dispositif 21 de traitement d'air, à savoir les conduites 38, 40, 42 et 44 sont branchées sur quatre conduites de section transversale rectangulaire, désignées par 538 à 544, et constituant le niveau inférieur 502 du distributeur d'air 500. Chaque conduite 538 à 534 est reliée à l'une des quatre conduites principales du dispositif de traitement d'air. Le niveau supérieur 504 du distributeur

d'air 500 (voir figure 5A) contient huit conduites de sec-

tion transversale rectangulaire, désignées par 506 à 520, disposées en six rangées et alignées à angle droit avec les conduites 538 à 544. Chacune des conduites 538 et 540

comporte une courte boite de liaison, désignée respective-

ment par 538-a et 540-a, en saillie sur un côté du tronçon principal de la conduite respective, pour permettre de brancher indépendamment chacun des collecteurs 1O, 11, 12 sur le dispositif 21 de traitement d'air et le dispositif d'emmagasinage 20. Ainsi, une extrémité de la conduite 538 est branchée sur la conduite 38 de traitement d'air et le haut de la conduite 538 comporte trois orifices (deux dans le tronçon principal de la conduite et un dans la boîte 538-a);chacun d'entre eux permet la circulation vers le dispositif de traitement d'air depuis la sortie de l'un des collecteurs 10, 11, 12. D'une manière similaire,

des orifices en haut de la conduite 540 permettent le bran-

chement indépendant des entrées respectives des trois col-

lecteurs à la conduite 42 du dispositif de traitement d'air.

Des conduites 542 et 544 relient respectivement la conduite de distribution 42 àla conduite 508 de niveau supérieur du distributeur (qui à son tour permet la circulation vers les -évents de sortie dans les pièces de la maison 18) et la conduite de retour 42 avec la conduite 506 de niveau supérieur de distributeur (qui à son tour est branchéepour

recevoir les évents de retour des-pièces de la maison).

Les huit conduites (506, 508, 510, 512, 514, 516, 518, 520) du niveau supérieur 504 du distributeur assurent une connexion directe entre les quatre conduites du'niveau

inférieur 502 et le reste des conduites dans la maison 18.

Des orifices sont découpées en bas des conduites du niveau inférieur pour permettre la pénétration d'air depuis le niveau inférieur 502; et, comme cela sera décrit plus en détail par la suite, des orifices similaires sont prévus

dans les dalles formant le sol de la maison pour y per-

mettre la circulation depuis le distributeur d'air. Pour commander ces circulations, des papillons à moteur 38a,

38b, 38c, 40a, 40b, 40c, 207a, 220a sont positionnés hori-

zontalement dans des orifices respectifs entre les deux

niveaux 502, 504 du distributeur d'air 500. Comme le mon-

trent les figures 4C - 4F, 4I et 5A, les papillons 38A, 38B et 38C commandent la circulation entre la conduite 538 de niveau inférieur et les conduites de niveau supérieur 510, 520 et 512; les papillons 40A, 40B et 40C commandent la circulation entre la conduite 540 de niveau inférieur et les conduites de niveau supérieur 516, 514 et 518;

le papillon 207A commande la circulation entre les con-

duites 542 et 508, et le papillon 220A commande la circu-

lation entre les conduites 544et 506. Les conduites de ni-

veau supérieur 504 du distributeur sont une partie perma-

nente,ne supportant -as d charge, de l'immeuble, généralement faite d'un matériau isolant léger, par exemple en matière plastique expansée. Les conduites de niveau inférieur 502 sont d'un matériau similaire mais sontamovibles pour donner

accès aux papillons intercalés au-dessus d'elles.

La figure 6 montre que la maison 18 est construite

avec une charpente en béton armé comprenant des pi-

liers verticaux 250 et des poutres horizontales croisées

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254, 256, supportant les sols 258 et les murs 260 (dont un seul do chaque est représenté sur la figure 6), pouvant

etre en béton extrudé précontraint et en verre cellulaire respectivement.

Comme le montre la figure 6, les poutres perpendiculaires 254, 256 coupent le pilier 250 à des niveaux différents, le dessus de la poutre 256 se trouvant dans le même plan que le dessous de la poutre 254. Les dalles formant le sol 258 reposent sur la poutre inférieure 256, leur surface supérieure étant dans le même plan que le dessus de la

poutre 254 plus haute. Le niveau supérieur 204 des condui-

tes (comprenant les conduites 506 à 520) du distributeur 500 s'appliquent contre la face inférieure des dalles de sol. Les dalles formant le mur 250 sont alignées avec les dalles de sol et s'appuient sur leurs extrémités. Comme

cela sera décrit ci-après, les dalles de mur et les dalles-

de sol et de to t contiennent toutes 1-es conduites néces-

saires pour la circulation d'air entre le distributeur d'air 500, les collecteurs et l'intérieur de la maison. Aucune

conduite supplémentaire en métal ou autre n'est nécessaire.

Les figures 4C à 4I, 5B et 6 -montrent que les dalles

formant le sol 258 sont d'au moins trois types différents.

Certaines dalles,comme celles désignéespar_602,sont simple-

ment des supports et ne remplissent pas la fonction de con-

duites. D'autres constituent une conduite simple ou des

conduites multiples. Ainsi, les dalles 604,qui seront dé-

crites plus en détail ci-après, permettent la circulation vers et depuis les collecteurs de mur 11, 12 et contiennent chacune une conduite supérieure et une conduite inférieure, ces deux conduites supérieure et inférieure étantfractionnées verticalement dans une partie intermédiaire de leur longueur pour permettre la circulation dans des directions opposées, vers ou depuis le collecteur Ouest 12 et le collecteur Est 11. Les deux conduites dans chaque dalle 604 permettant la circulation vers et dépuis le collecteur 12 sur le mur Ouest 10 de la maison sont désignées par 604-a et 604-b, et

elles relient le collecteur 12 aux conduites de distribu-

tion 518 et 520; les deux conduites dans l'autre direction, à savoir les conduites 604-c et 604-drelient le collecteur

12 -

Est 11 aux conduites 512 et 514.

Les dalles de sol 606 et 608 contiennent chacune une seule conduite et relient le collecteur de toit 10 aux conduites de distributeur 516 et 510; les-dalles de sol 610 et 612 sont des dalles à une seule-conduite reliées respectivement aux conduites de distribution 506 et 508 et elles permettent la circulation vers et depuis les pièces

de la maison 10.

En général, toutes les dalles de sol sont en béton

extrudé armé, avec la même hauteur totale (et générale-

ment la même largeur également) et elles comportent des bords ondules qui s'accrochent uniformément les uns aux autres en distribuant le poids d'une dalle à l'autre, de la même manière que les bords ondulés et verrouillés des dalles de mur apparaissant sur 'les figures 7 et 8. Les di-: mensions de la conduite ou des conduites ouvertes dans une

dalle respective dépend de la filière particulière utili-

sée pour extruder la dalle, et peuvent varier à volonté, de préférence de manière à assurer que la nerte de charge

dans la maison et le système de distribution soit uniforme.

Pour former les orifices de branchement avec les conduites du distributeur d'air 500 et les conduites verticales, des trous sont découpés au centre-du dessus et du dessous des dalles,terminées par ailleurs, mais les bords'de ces dalles qui supportent la lourde armature de renforcement sont laissés intacts. Quand les dalles sont mises en place pour

former le sol 258, une chape de nivellement en béton, dé-

signée par 658 sur la figure 9, est placée ail-dessus, cette

chape contenant éventuellement'un armement en treillis..

- D'une manière similaire, les dalles de cloisonnement qui forment lamursde la-maison ont même épaisseur et même apparence extérieure; mais, de même que les dalles de sol,

leur réalisation intérieure est variable, et elles remplis-

sent plusieurs fonctions différentes. Certaines d'entre

elles, comme les dalles 620, sont des dalles creuses cou-

rantes en béton extrudé et constituent simplement une par-

tie du mur extérieur. D'autres, comme les dalles 622,. peu-

vent être de même réalisation que les dalles 620 (ou de préférence légèrement différentes comme cela-sera expliqué ci-après), mais elles servent également de conduites pour

l'air vers ou depuis les pièces de la maison ou les collec-

teurs de to t. Un troisième type de dalles de mur, désigné par 624, supporte les sections des collecteurs de mur et

permet la circulation vers ces derniers et à travers eux.

Les figures 7 et 8 illustrent plus clairement un mode

préféré de réalisation des dalles 622 et 624. Comme le mon-

trent ces figures, chaque dalle a une section transversale rectangulaire et délimite une conduite intérieure 626

rectangulaire revêtue d'une feuille d'aluminium 628. Les di-

mensions globales des dalles 622 et 624 (et également de la dalle 620). sont identiques. Mais la conduite-626 de la dalle 624 est plus petite que celle de la dalle 622, et la

dalle 624 contient une section de collecteur de mur, désig-

née globalement par 626, reliée à la surface extérieure du

corps principal 638 de la dalle. Les côtés 630, 632 des dal-

les sont ondulés, les côtés opposés étant complémentaires de sorte que, comme le montrent les figures, les dalles voisines s'emboîtent mutuellement. Le joint 634 entre les dalles voisines est fermé avec-un adhésif ou un produit de

scellement flexible, résistant à l'eau et à la vapeur. -

Etant donné qu'elles constituent les murs extérieurs

de la maison 18, les dalles 620, 622 et 624 doivent possé- der toutes les caractéristiques normalement souhaitées en

construction, par exemple une résistance à la traction con-

venable, associée à la légèreté et la facilité de fixa-

tion sur la charpente de l'immeuble; elles doivent être imperméables à l'eau et à la vapeur d'eau, résister au feu, avoir une grande longévité et une bonne -résistance - aux intempéries. Il est également souhaitable- que leurs surfaces intérieures conviennent pour l'application de platre ou tout autre matériau souhaité de finition (le cloisons intérieures. En outre, les dalles doivent être de bons isolants thermiques et permettre une circulation silencieuse d'air dans les conduites avec une résistance

minimale à cette circulation d'air (nerte de charge).

111 -

* Dans les modes de réalisation préférés, ces carac-

téristiques sont obtenues en réalisant les dalles en un matériau de construction léger avec de bonnes propriétés

d'isolement, par exemple du verre ou de la matière plasti-

que cellulaire, du mortier de perlite, ou du béton extrudé de faible densité. En général, la structure des dalles doit être renforcée pour assurer la résistance voulue à la traction et une mince couche (désignée par 623 sur la figure 7) en verre cellulaire ou béton de forte densité, est prévue sur la face de la dalle qui constitue la surface extérieure de la maison. Le revêtement- intérieur de la conduite 628 avec une feuille d'aluminium ou autre augmente la capacité d'isolement de la conduite, facilite

l'écoulement laminaire dans la conduite et élimine de nom-

breux problèmes potentiels d'érosion.

Si les dalles 620, 622 et 624 ne sont pas fixées sur la charpente uniquement par un adhésif', elles peuvent être supportées par des pattes, désignées-globalement par

640, sortant de la dalle et fixées sur la charpente, compre-

nant un fourreau 642 moulé ou laminé dans la dalle dont l' extrémité ouverte affleure la surface intérieure 644, et une patte 646 emmanchée dans le fourreau 642 et fixée à la charpente de la maison ou de l'immeuble. Comme le

montrent les figures 8 et 8A, la surface extérieure du four-

reau 642 est dentelée de sorte qu'elle engage le treillis de renforcement 650 dans les dalles 620, 622, 624. La patte 646 est emmanchée dans le fourreau et la partie qui sort de la dalle repose ou s'encastre en position dans la dalle de sol 258. Le trou dans le corps de la patte 646 peut être utilisé pour cheviller la dalle sur les structures support

(voir figure 9).

Les dalles représentées sur la figure 8 sont réa-

lisées en verre cellulaire. Etant donné que le verre cellu-

laire est réalisé de la façon la plus économique en minces couches ne dépassant pas environ 50 mm d'épaisseur, et que des parties des dalles ont une épaisseur supérieure à 50 mm, plusieurs parties des dalles comprennent plusieurs couches ou feuilles de verre cellulaire assemblées face à face par un adhésif, par exemple de l'asphalte. En général, une

armature de renforcement 650 est inséré dans le joint.

Comme le montrent les figures, les faces a des dalles 622

et 624 et la partie intérieure b de la dalle 622 compren-

nent chacune deux couches de verre; la partie intérieure c, plus épaisse, de-la dalle 624 en comporte trois. La partie extérieure d de la dalle 622 est en

une seule couche de verre cellulaire. Pourréduire au mini-

mum le poids total et pour économiser la matière, tout enobtenant la dureté voulue à l'extérieur, la densité de la dalle de verre n'est pas uniforme. Une partie intérieure, de 80o environest. en verre cellulaire de faible densité; la partie exterieurede 20o, constituant une partie du mur extérieur de la maison et comprenant la partie extérieure 623 a une densité élevée. Comme le montrent les figures, la partie extérieure d de la dalle 622 s'étend sur toute sa largeur et les deux parties latérales a s'étendent de

l'arrière de la partie extérieure jusqu'à la surface in-

térieure de la dalle.

Comme cela a déjà été indiqué, la section de col-

lecteur 636 est fixée sur la surface extérieure du corps

638 de la dalle 624. Dans le but de former un support sup-

plémentaire pour la section de collecteur de mur, les faces de verre cellulaire de la partie a de la dalle se

prolongent toutes vers l'avant et sont fixées par un adhé-

sif sur l'arrière de la section de collecteur 636.

Les dalles 622, 624 peuvent aussi être faites par exemple de polystyrène cellulaire,auquelcas une mince couche de béton (pour constituer la couche extérieure dure 623) sera généralement formée asurface extérieure du corps ou de la dalle 622 en polystyrène tandis que la section

de collecteur 626 peut être fixée sur la surface extéri-

eure du corps ou de la dalle de polystyrène. Ces dalles de polystyrène peuvent être fabriquées de couches collées ensemble, comme dans le cas du verre cellulaire, ou elles peuvent être moulées ou extrudées avec un armement

par exemple en béton.

De même que le collecteur de mur déjà décrit dans la demande de Brevet précitée,la section de collecteur 636 comporte un passage d'air vertical 100 entre une dalle de

- - 2473159

béton 102 préfabriquéeformant le mur extérieur de l'im-

meuble, et une dalle intérieure 104 de béton fixéepar adhé-

sif-sur la surface extérieure des couches de verre cellu-

laire constituant l'extérieur du corps 638 de ladalle 624.

-Un treillis d'aluminium 105- est noyé dans la dalle 102 parallèlement à la surface extérieure de cette dalle, et à environ 1 mm. Des ailettes 106 d'aluminium déployé, de section transversale rectangulaire, sont encastrées entre les dalles 102-et 104, les bords extérieurs de ces ailettes en contact avecl'armature 105. Les figures 9 et 11 montrent la configuration en métal dénloyé des ailettes 106. I1 est

évident que les ailettes 106 ont une conductibilité ther-

mique élevée et une grande résistance à la-corrosion, et présentent une grande surface de transfert de chaleur avec l'air qui circule dans le passage 100. La configuration en métal expansé crée des turbulences de l'air, améliorant encore la conductibilité thermique et apportant la souplesse

voulue pour l'adaptation aux différentes conditions de di-

latation thermique et de manipulation pendant la construc-

tion et l'installation. Dans certains modes de réalisation, les dalles 102 et 104 peuvent être en verre cellulaire plutôt qu'en béton, auquel cas les ailettes 106 sont en

acier plutôt qu'en aluminium car des températures dépas-

sant le point de fusion de l'aluminium sont nécessaires pour cuireet durcir le verre cellulaire. Dans le cas de dalles en béton, il peut être souhaitable de mélanger une matière sélective de revêtement, par exemple de l'oxyde de plomb, avec le mortier utilisé pour fabriquer des dalles,

pour assurer le pouvoir absorbant tout en réduisant simul-

tanément le pouvoir émissif.

Les figures 9 et 10 illustrent le montage des dalles de mur 624 sur la charpente de la maison 18, et la liaison des conduites 626 et 100 des dalles de mur 624 avec respectivement les conduites 604-d et 604-c des dalles de sol 604. La partie du corps 638 de la dalle 624 recouvrant

l'extrémité de la dalle de sol 601 avec la section corrqs-

pondante du diviseur intérieur 104 et des ailettes 106 de - la section de collecteur 636, sont enlevées. Une section de coude de circulation d'air en matière plastique moulée, désignée globalement par 650, est ajustée dans la cavité

résultante 652, la surface intérieure du coude 650 s'ap-

puyant sur l'extrémité de la dalle 604 et sa surface ex-

térieure s'appuyant-sur l'intérieur de la dalle de collec- teur 602. Comme le montre la figure 10, la cavité 152 ne s'étend pas sur toute la largeur de la dalle 624, et laisse intacte la partie de bord du fourreau 642 supportant la

dalle. La section de coude 650 contient deux conduites in-

curvées, désignées par 654 et 656. La conduite 654 relie et assure iue circulation régulière d'air entre, la conduite 626 de dalle de mur et la conduite 604-d de dalle de sol; d'une manière similaire, la conduite 656 relie le

passage 100 d'écoulement de collecteur et la conduite 604 -

c de dalle de sol.

Les pattes 646 supportant les dalles de mur 624 sont encastrées dans les couches de béton 658, 660, coulées au-dessus de la dalle de sol 604- et autour de la poutre transversale 256 de la-charpente. Les couches 661 de plâtre ou autres matière de finition sont étalées sur la couche de béton 658 et sur la dalle intérieure 624, définissant

le sol et la paroi intérieure de la pièce voisine de la mai-

son 18.-

Un papillon de commande, désigné globalement par 101 sur les figures 11 et lia, est monté dans un logement 670 en haut de chaque dalle 624 pour commander l'entrée d'air et la circulation d'air dans le passage collecteur d'air 100. Comme le montrent les figures, chaque papillon 101 comporte un volet de commande 672 (porté par un arbre rotatif 673) tournant, entre deux positions, à savoir la position A représentée et la position B indiquée en tirets. Dans la position A, le volet 672 permet à l'air extérieur de passer par l'orifice d'entrée 674 vers le passage 100 d'air de collecteur; dans la position B, le volet du papillon

ferme l'orifice d'entrée 674 et la circulation dans le pas-

sage 600 se fait depuis la conduite de dalle 626. Le boî-

tier 676 et le volet 672 du papillon 101 sont en matière

plastique organique moulée. Une fente 678 à l'orifice d'en-

trée 624 est agencée pour recevoir un filtre à air 680 et le maintenir en position sur 1' orifice 614. Un

moteur 669 entraîne l'arbre 673 et le volet 672 du pa-

pillon, par une série de pignons réducteurs 671, et des commutateurs de fin de course 675 actiormnnés ar un doigt 677 monté sur l'arbre 673coemnandent l'angle de rotation. Tout l'ensemble de papillon peut être enlevé sous forme d'une unité pour réparation ou remplacement. Des joints flexibles 680 - a entourant l'entrée de la conduite 626

et le bottier 676 près de l'ouverture du logement 672 ré-

duisent au minimum l'infiltration d'air.

Il y a lieu maintenant de se reporter aux figures 12 à 18 qui illustrent le collecteur de toit et ses liaisons avec le reste de la maison 18 et du dispositif à énergie solaire. Comme le montrent les figures, le toit 14 est constitué par des dalles 60 creuses en béton extrudé, qui s'étendent sur la largeur du toit et qui supportent le collecteur de toit 10; ce dernier comporte des tuiles de

toit 62 (d'apparence extérieure visuelle courante) espa-

cées de la surface supérieure des dalles 60 pour former des passages d'air 64 entre elles, et les dalles- Des ailettes 66 d'aluminium déoloyé sont encastrées dans les

tuiles 62 et en font saillie vers le bas, leurs bords ex-

térieurs étant parallèles et voisins de la surface exté-

rieure 82 des tuiles et leurs bords intérieurs s'appuyant

contre la surface supérieure des dalles 60 ou une ma-

tière isolante au-dessus de ces dalles. Les ailettes 66

ont une épaisseur d'environ 1 mm et elles aident à sup-

porter les tuiles 62 ainsi qu'à diviser le passage d'air

64 en un grand nombre de petits passages de circula-

tion. Les dalles 60 sont creuses. Les parties creuses centrales de deux dalles, désignées par 60-1 et 60-2, à

l'extrémité supérieure et l'extrémité inférieure du col-

lecteur 10,forment des conduites d'air longitudinales 61 et 61-2. Des orifices 70, 72 au-dessus des dalles 60-1 et 60-2 permettent le passage d'air entre la conduite 61

de la dalle particulière et le collecteur. Chacun des ori-

fices 70, 72 est disposé dans la direction longitudinale de la dalle 60 respective, à une distance inférieure à la largeur d'une tuile 62, laissant une bande 71 entre des

orifices voisins.

La figure 13 montre une dalle de mur 622 qui recouvre des extrémités de la dalle de toît 60-1 et de la dalle de sol 608 branchée (par un orifice à sa partie inférieure) à. la conduite 510 de distribution d'air (voir figures 4H, 5A et 5B). Les parties de la dalle de mur recouvrant des extrémités des dalles de toit et de sol sont dégagées

pour former des logements, désignés par 690, 692,dans les-

quels sont placés des coudes 694 de circulation d'air.

Chaque logement 690, 692 s'étend depuis la surface intéri-

eure de la dalle 622 jusqu'à l'extérieur de la conduite'

de dalle 626 et-sa largeur es-t la même que celle de la con-

duite 626. Chaque coude 694 délimite un passage-d'air 696

incurvé permettant une circulation-et une transition régu-

lière entre la conduite 626 de dalle de mur et les- condui-

tes de toit et de sol 61-1 et 609. Des ailettes peuvent être

ajoutées aux coudes 696 ainsi qu'à d'autres coudes de l'en-

semble. pour encore faciliter le passage d'air et réduire

la chute de pression et la puissance consommée par la souf-

flante. Des.ailettes peuvent aussi être placées'dans des conduites du distributeur d'air 64 pour diviser et réguler correctement la circulation d'air par les orifices vers les conduites des dalles de sol 604, 606, 610 étc. Les pattes

646 facilitent le montage des dalles de mur 622 en posi-

tion et, comme dans le cas de la dalle de mur 624 déjà dé-

crite,elles sont encastrées dans une couche-de béton 658

au-dessus du sol 258. En haut de la dalle 622, une troi-

sième patte 646 est également encastrée dans du béton 659 entourant la poutre transversale supérieure 257 de la char-,

pente de l'immeuble.

D'une manière similaire, la conduite 61-2 de la dalle de toit 60-2 est reliée à la conduite intérieure607 de la

dalle de sol 606 qui, elle-même, communique avec les con-

duites 516 et 540a de distribution d'air (voir figures 4F et 5B) par une autre dalle de mur 622. Au sol 258, la

construction assurant la liaison est pratiquement identi-

que à celle représentée sur la figure 13. Mais le branche-

ment toit-mur est quelque peu différent. Comme-le montre la figure 14, un ensemble 700 de papillon est disposé dans un logement 701 à la jonction entre la dalle de mur 622 et la dalle de-toît 60-2, et il commande la circulation dans la conduite 61-2 de dalle de toit. L'ensemble de papillon

700 comporte un obturateur 702 mobile verticalement, com-

mandé par la rotation d'une tige filetée 704 entre la posi-

tion représentée et la position en pointillés. Dans la posi-

tion représentée, l'obturateur 702 permet la circulation

d'air dans la conduite 61-2, depuis l'extérieur, par l'ori-

fice 706 du mur 16, enfermant l'extrémité supérieure de

la conduite 626 de dalle de mur. Un filtre à air 708 incli-

ne vers le bas, et maintenu en position par un pare-pluie 709, est monté dans l'orifice 706. Dans la position indiquée

en pointillés, l'obturateur 702 ferme l'orifice 706 et per-

met le passage d'air de la conduite 726 de dalle de mur vers la conduite 61-2 et,de là, vers le collecteur de toit 6. Un ensemble 710 à moteur et pignon, monté dans une encoche à l'extrémité de la dalle 61-2, entraîne la tige filetée 704 pour déplacer l'obturateur 702 entre les deux

positions. Comme le montre lafi-gure, l'obturateur 702 com-

-porte deux plaques 712, 714 supérieure et inférieure, per-

pendiculaires entre elles, et deux déflecteurs d'air 715, 716 sur toute la-largeur de la conduite dans la dalle de mur 622 et la dalle de toît 602, entre des plaques latérales 719- espacées et parallèles engageant les côtés opposés de l'ensemble de papiilon. La-hauteur verticale de la plaque - arrière 714 est légèrement supérieure à celle de l'orifice 706; la longueur horizontale de la plaque supérieure 712

est légèrement supérieure à celle de la conduite 626. Le-

déflecteur de-circulation d'air est un bloc en matière plas-

tique cellulaire moulée monté dans l'angle entre les pla-

ques 712, 714 et il cqmporte une surface intérieure 717 incurvée permettant une circulation régulière d'air de la conduite 626 vets l-a conduite 61-2 quand l'obturateur se trouve dans la position en pointillés. Le déflecteur 715 est une plaque incurvée montée coaxiale- avec la surface incurvée 717, avec un plus petit rayon qu'elle, et qui s'étend entre les plaques latérales 719 parallèles et espacées. La partie inférieure du filtre à air 708 est ajustée dans une gouttière du mur 16 adjacent et sa partie

supérieure se trouve dans une gouttière similaire à l'ex-

trémité extérieure du pare-pluie 709. Comme cela est re- présenté, l'ensemble peut être inséré en bloc dans le

logement 701 et en être enlevé.

La figure 15 illustre un autre mode de réalisation

d'un papillon 720 qui peut être utilisé en place de l'en-

semble 700 pour commander la circulation d'air vers la con-

duite de dalle de toit 61-2. Comme représenté, le haut de la dalle de mur 622 et l'extrémité de la dalle de toit 60-2 sont enlevés et une courte cheminée 722 est montée sur la cavité 724 ainsi formée, au-dessus de la dalle de mur 622

et s'appuyant contre l'extrémité de la dalle de toit 60-2.

La cheminée se prolonge au-dessus des tuiles de toit 62 et son extrémité supérieure est couverte par un capuchon 726 (constitué par des tuiles courantes 621), débordant sur les

quatre côtés de la cheminée. Un rebord 728 descend du des-

sous du capuchon 726 jusqu'au dessous du haut de la che-

minée 722 en laissant un orifice 730 sous forme d'un anneau carré, entre la cheminée et le rebord. Des filtres à air 732 sont positionnés dans cet orifice. La conduite 61-2 de la dalle de toit 60-2 s'appuie contre un orifice 734 sur le côté de la cheminée 722, et un papillon et dispositif de commande de circulation 736 est monté dans la cavité, près

de l'orifice 734, de manière à-tourner avec son arbre sup-

port 738 entre:la position représentée, dans laquelle il per-

met le passage d'air de la conduite 626 de dalle

de mur vers la conduite de toit 61-2 en interdisant le pas-

sage depuis l'orifice extérieur 730 et la conduite de toit; et la position représentée en pointillés, o il ferme le haut de la conduite 626 de dalle de mur et permet à l'air extérieur de passer dans la conduite de toit 61-2. L'arbre 238 sur lequel le dispositif de commande 736 est monté, estentraîné par un moteur dont le mouvement est contrôlé par ces commutateurs de fin de ccurse, de la manière habituelle, Comme le montre la figure, le dispositif de commande 736 comporte deux plaques latérales 740 parallèles et espacées engageant les côtés opposés de la cheminée 722 et trois volets incurvés disposés entre les plaques latérales. Le plus grand volet incurvé 742 interdit la circulation depuis la conduite 626 ou l'orifice 730 et permet une circulation

régulière d'air le long de la courbure de 900 vers la con-

duite de toit 61-2. Les deux autres volets 744 et 746 sont montés coaxialement mais avec un rayon moindre que le volet 742 et ils aident simplement à guider l'air régulièrement le long de la courbure, en réduisant ainsi la résistance à

la circulation de l'air ainsi-que l'énergie électrique con-

sommée. Les figures 12 et -6à 18 montrent plus clairement la manière dont les tuiles de toit 502 sont réalisées et la manière dont elles-sont assemblées entre elles et avec les dalles de toit 60. Comme avec les tuiles courantes, les côtés et les extrémités de ces tuiles 62 se chevauchent. Sur les côtés, un bord de chaque tuile comporte un demicylindre

750 de chevauchement réalisé de manière à recevoir une ner-

vure 752 en saillie vers le haut sur le bord opposé de la tuile voisine (figure 17). Les extrémités des tuiles sont rainurées. L'extrémité basse de la tuile forme la partie supérieure du joint-et elle est entaillée pour recevoir

l'extrémité supérieure de la tuile sous-jacente (figure 18).

Le raccord, désigné globalement par 757, qui assemble l'ex-

trémité supérieure de la tuile sous-jacente avec le toit se trouve dans le joint rainuré; le joint d'étanchéité 756 est placé à la fois dans le joint rainuré entre les tuiles

et l'appui vertical entre des dalles de toit 60 voisines.

Le raccord 754 comporte une entretoise 756 cylindri-

- que en matière plastique, creuse, dont une extrémité est ajustée dans un trou 759 percé au-dessus d'une dalle 60 et dont l'autre extrémité pénètre dans un trou moulé de la tuile sous-jacente 62. La distance dont l'entretoise pénètre dans chaque trou, et par conséquent la distance entre la face inférieure de la tuile 62 et le dessus de la dalle 60,

est déterminée par des rebords 760 et 762 en saillie ra-

diale, dont la position dépend de la hauteur des ailettes 66. Le rebord 760 s'appuie sur la face inférieure de la tuile et la supporte; le rebord 762 s'appuie sur le dessus de la dalle 60. Un matériau de scellement adhésif 764 est placé dans le trou 759 pour maintenir l'entretoise 758

en position. La tuile sous-jacente 62 est fixée sur l'en-

tretoise par une vis 766 passant dans le trou dela tuile 62 et dont la tête s'appuie dans un chambrage à la

partie supérieure de la tuile. Le filetage de la vis s'en-

gage dans le trou intérieur-de-l'entretoise 758.

La figure 18 montre clairement la manière

dont les ailettes 66 sont encastrées dans lestuiles 62.

D'une manière similaire aux ailettes du collecteur de mur 12, chaque ailette 66 engage un treillis 570 conducteur de la chaleur se situant un peu-au-dessous (environ 1 mm) de la surface supérieure de la tuile, et faisant saillie vers le bas à partir du dessous de la tuile pour reposer sur-le dessus de la dalle 60. Mais contrairement aux ailettes du collecteur de mur 12, les ailettes 66 ne sont pas encastrées dans la dalle sous-jacente.- Dans le but d'éviter que les

tuiles ne se soulèvent, les ailettes à l'extrémité inféri -

eure des tuiles supérieures s'ajustent sur l'extrémité supérieure des tuiles inférieures comme le montre la figure 18. Plusieurs tuiles peuvent être fabriquées en - grandes unités pour réduire le travail d'étanchéité à l'air

et cle montage sur le chantier.

Les figures 12, 16 et 17 montrent également la manière dont l'air circule entre les conduites de dalles 61-1 et 61-2 et les passages 64 de circulation d'air du collecteur. Comme cela a déjà été indiqué, des orifices 70, 72 de conduites longitudinales espacées sont prévus sur

les surfaces supérieures des dalles 60-1 et 60-2. Les ori-

fices7O permettent la circulation depuis le collecteur de toit vers la conduite de dalle 61-1; et les orifices 72 permettent la circulation depuis la conduite de dalle

61-2 vers le passage 64 du collecteur d'air.

A la moitié de la largeur du toit 14, les conduites de dalles 61-1 et 612 et le passage d'air de collecteur 64 sont fermés, par des diviseurs 772 qui fractionnent Dar

moitié les conduites de dalles dans la direction longitu-

dinale. Les parties. du collecteur de toit 10 sur un côté des diviseurs sont reliées au dispositif d'emmagasinage

et au dispositif 21 de traitement d'air par les con-

duites dans le mur Ouest 17 de la maison; la circulation vers et depuis les parties du collecteur de to t de l'autre 5. côté des dalles se fait par des conduites déjà décrites dans le mur Est 16. Dans la mesure o cela est possible

les conduites des deux muizs sont identiques.

Le courant d'air provenant du dispositif 21 de trai-

tement d'air, vers et depuis les pièces de la maison 18, passe également par des conduites dans le sol et les murs

de la maison. La conduite 506 de distributeur d'air com-

munique avec des orifices dans un certain nombre de dalles

de sol 610 (voir figures 4K, 5A et 5B) dont chacune con-

tient une seule conduite intérieure 611 communiquant avec la conduite 626 d'une dalle de mur 622 (_ mur Est 16

ou- mur Ouest 18), et/ou un pilier intérieur creux 770.

D'une manière similaire, la conduite 508 de distributeur d'air communique avec des orifices dans la dalle de sol,612

(voir figures-4I et 5B) permettant également la circula-

tion vers des dalles de mur-622 déterminées et des piliers intérieurs 771. Des orifices dans les côtés des dalles de

mur et dans des piliers intérieurs, par exemple l'orifi-

ce de dalle 772 représenté sur la figure 15 et les orifices

de piliers 773, permettent l.e passage direct vers et de-

puis les pièces de la maison. Les orifices de.piliers et

de plafond reliés par les dalles de sol 612 avec les con-

duites 542 et,42 sont proches du plafond; ceux qui sont reliés directement par la dalle de sol 610- aux conduites

544 et 44 sont proches du sol. La liaison entre les dalles.

de sol et de mur dans le dispositif de distribution des

pièces de la maison se fait comme cela a déjà été représen-

té sur la figure-12, et a été décrit à propos du dispositif

de circulation de collecteur de toit.

Les figures 19 à 24 montrent que le module 25 de

pompe à chaleur éomporte une matrice 400 d'un matériau iso-

lant thermiquement (par exemple en polystyrène) de section horizontale en forme-de L, et supportant les condenseurs, les compresseurs, les évaporateurs, etc., du module de

pompe à chaleur et enfermant la plupart des éléments àsso-

ciés de câblage, de tubes, de soupapes- etc. La matrice 400 est montée dans un réservoir de béton, la jonction 402 des deux branches 404, 406 étant dans le réservoir d'eau chaude 26 et les deux branches passant, par des fentes verticales respectives des parois du réservoir, respectivement dans le réservoir froid 24 et le réservoir chaud 22. L'évaporateur et le condenseur 31 sont montés sur la branche 406 dans le réservoir chaud 22; l'évaporateur 34, le compresseur 36 et l'accumulateur 122 sur la branche 404 dans le réservoir

froid 24; et le condenseur 126 et le moteur 120 dans le ré-

servoir d'eau chaude 26. L'arbre 121 du moteur 120 sort de la matrice vers le compresseur 36. Des soupapes de commande 228, 230 et 224, et une soupape combinée d'expansion/

commande 124 sont montées dans la matrice. Chacune des sou-

papes se comporte comme une soupape directionnelle, con-

trôlant la circulation vers et depuis le condenseur ou l'évaporateur sur lequel elle est branchée. Les branchements de ces soupapes et la circulation particulière que chacune d'entre elles commande, ressortent de la figure 21 et sont discutés en détail dans la demande de Brevet précitée. Dans le cas présent, la soupape 124 combinée d'expansion/commande remplit à la fois les fonctions de la soupape d'expansion 124 et de la soupape de commande 226,

de la demande de brevet précitée.

Chacun des condenseurs 31 et 126 et des évapora-

teurs 30 et 34 comporte des plaques parallèles proches l'une de l'autre reliées à des tubulures communes d'entrée et de sortie. Chaque plaque-consiste en deux tôles de cuivre, ou de préférence d'aluminium, soudées sélectivement ensemble et dont les zones non soudées sont dilatées pour obtenir

la configuration globale et les esnaces intérieurs voulus. Par exemple, les plaques sont faites selon le procédé clas-

sique"Roll-Bond"de Olin Brass & Co., E. Alton, Illinois.

Sur les figures 22 et 23 qui sont des coupes de parties d'une même plaque d'un expanseur 30 et d'un condenseur 31,

les parties soudées ensemble des deux tôles formant les pla-

ques sont coupées.

Dans les évaporateurs 30 et 34, il est souhaitable qu'un contact maximal soit établi entre le liquide dans

l'évaporateur et les parois extérieures des plaques d'éva-

porateurs, bien entendu en contact avec l'eau dans le ré-

servoir chaud ou le réservoir froid. Chaque plaque d'évapo-

rateur peut donc comporter des gouttières horizontales, pla-

cées dans la direction verticale à distance au-dessus du bas de la plaque. Les gouttières supérieureset alternées désignées par 410 sont reliées à une extrémité à la face d'entrée 412

des plaques et comportent des lèvres 414 à leurs autres ex-

trémités, plus près du côté de sortie 416 de la plaque, et s'étenient vers le haut, légèrement au-dessus de la moitié de la distance jusqu'au fond de la gouttière 411 qui se trouve au-dessus. Des lèvres identiques 404 sont prévues à-l'extrémité de chaque gouttière 411, à proximité du côté d'entrée 412. A l'autre extrémité,la élus proche du côté de sortie 416, chaque gouttière 411 comporte une lèvre 417 légèrement plus haute, se prolongeant vers le haut au-delà et à une certaine distance de l'extrémité voisine de la gouttière 410 qui se trouve au-dessus. L'espace 418 entre l'extrémité gauche (vue sur la figure 22) des gouttières 411 et le côté intérieur de la plaque définit un passage

vertical pour la vapeur.-

On introduit du liquide dans la plaque d'évapora-

teur par un tube provenant de la-tubulure d'entrée 420, remplissant initialement le haut de la gouttière puis, sous

le contrôle des lèvres-, débordant et remplissant les gout-

tières au-dessous. La vapeur sort par la tubulure de sortie 422. Le risque d'aspiration de liquide dans le compresseur 36 est éliminé par le fait que la tubulure de sortie est

reliée en haut des plaques d'évaporateur.

Dans les condenseurs 31, 126, le but est d'obtenir la plus grande surface totale exposée à la vapeur; mais en même temps, la hauteur verticale d'une paroi particulière

doit-être limitée pour que l'accumulation de pel-

licules superficielles qui se-comportent comme des isola-

teurs thermiques soit minimale. Par conséquent, chaque plaque de corden-

seur définit des chambres 430 espacées verticalement, s'étendant chacune sur toute la largeur de la plaque avec

un léger angle vers le haut par rapport à l'ouverture d'en-

trée sur un côté 436 de la plaque, et communiquant avec un passage vertical 434. De la vapeur est introduite dans le passage vertical 434 par un tube 437 provenant de la tu-

bulure d'entrée 438 et remplit-les chambres 430 du conden-

seur dans lesquelles le liquide doit être condensé. Le li-

quide condensé descend le long des courtesparois vertica-

* les puis sur les fonds inclinés des chambres; jusque dans

le passage vertical 438, et s'écoule ensuite dans la tubu-

lure de sortie 440 à la base du passage.

Dans les condenseurs et les évaporateurs, les

quatre tubes des tubulures d'entrée et de sortie sont bran-

chés individuellement sur les plaques individuelles et le -

branchement réel entre plaques et tubulures est rendu étanche -à la vapeur, en utilisant un adhésif de réfrigérant anaérobie

du type fabriqué et vendu par Loc-Tite Corporation.

La hauteur totale du module 25 de pompe,à chaleur

est légèrement supérieure à celle de l'eau qu'il déplace.

L'ensemble du module est conçu pour être sorti du réservoir d'emmagasinage 19 en béton quand cela-est nécessaire pour l'entretien et le remplacement. Quand le module est ainsi enlevé, il importe d'éviter toute circulation notable d'eau

entre les trois réservoirs. Par conséquent,et comme le mon-

tre la figure 19, des cloisons peuvent être positionnées dans chacun des trois réservoirs, entourant la partie du

module de pompe à chaleur-dans ce réservoir, avant son en-

lèvement. Chaque cloison, désignée par 442, 444 et 446, a une hauteur totale supérieure à la profondeur de l'eau dans le réservoir froid, chaud ou d'eau chaude respectif, et elle s'étend vers le haut à partir d'une fente dans le fond du reservoir.-Les côtés des cloisons s'encastrent dans les parois des réservoirs. Chaque fente, à la fois dans les parois et dans le fond des réservoirs,contient une bande 448 de matière élastique d'étanchéité sur l'un des côtés

pour assurer un ajustage étanche de la cloison respective.

Comme le montre la figure, les cloisons 446 et 444 dans le réservoir chaud 22 et le réservoir d'eau chaude 26 sont de simples plaques planes; la cloison 442 dans le réservoir

froid 24 à la forme d'une gouttière en coupe horizontale.

Bien entendu, les cloisons sont enlevées quand le disposi-

tif fonctionne.

Les figures 25 à 27 illustrent la réalisation de l'échangeur chaud 28, qui est similaire à celle de l'échan- geur d'eau chaude 29 et de l'échangeur froid 32. Comme le montrent les figures, l'échangeur- chaud comporte quatre sections creuses 800 verticales en forme de gouttières espacées les unes des autres.. L'intervalle 802 entre des

sections 800 voisines est de l'ordre de 2 cm. Chaque sec-

tion est en- béton ou en matière plastique moulée et com-

porte une conduite intérieure 804 rectangulaire permettant la circulation d'air depuis une branche verticale de la section, par le raccord horizontal 806 entre les branches

-et les reliant, et en remontant par l'autre branche verti-

cale. Des conducteurs 808 en métal déployé, par exemple en

aluminium, sont disposés transversalement sur toute la lar-

geur et à une courte distance (de l'ordre d'un cm) des bords opposés de l'échangeur. Comme le montrent les figures

26 et 27, les conducteurs 808 sont disposés de façon conti-

nue et sont encastrés dans les parois latérales des quatre

sections 800. Les conducteurs dans les deux branches verti-

cales sont orientés verticalement, sont espacés d'environ

1 cm les uns des autres et s'étendent depuis le haut du rac-

cord horizontal 806 jusqu'à une courte distance au-dessous du haut des branches-verticales. Dans le raccord horizontal

806, les conducteurs 808 orientés horizontalement sont es-

pacés verticalement les uns des autres à des intervalles de l'ordre de 1 cm du bas et du haut de la conduite dans le

raccord 806.

Un tube de purge 810 est branché au fond de chaque branche de-chaque section 800, pour éliminer les liquides condensés; un tube à purge principal 812 sur lequel sont branchés tous les tubes 801 est-relié à un tuyau flexible 814. Le tuyau de purge de chaque échangeur chaud traverse

la paroi du réservoir 19 du dispositif d'emmagasinage 20.

Pour préserver un espace pour la purge et la convection 'de - l'eau, l'ensemble de l'échangeur est supporté au-dessus du

fond du réservoir 19 par des pattes 816. Dans les cas o la-

circulation d'eau par convection peut ne pas convenir, par exeuple avec un réservoir froid à quatre degrés centigrade,

une petite pompe peut être placée dans le réservoir au-des-

sous de l'échangeur et être mise en marche selon les besoins.

L'échangeur chaud permet d'augmenter au maximum le

transfert de chaleur air-métal par 1' emploi de métal dé-

ployé, en augmentant au maximum la capacité de l'échangeurce qui permet de réduire la vitesse de l'air, d'abaisser la chute de pression et de réduire la consommation électrique de la soufflante. Cette conception réduit au minimum la

quantité de métal utilisé,ce qui réduit le prix.

Les échangeurs sont divisés en quatre.sections pour réduire la chute de température depuis des parties des conducteurs dans l'eau et les parties dans les passages

d'air de l'échangeur, et également pour permettre d'utili-

ser les sections différentes pour différentes distributions des courants d'air, par exemple dans un immeuble à plusieurs

zones et avec un dispositif de traitement d'air modifié.

Les figures 28 à 30 illustrent la réalisation d'un

papillon 218 du dispositif de traitement d'air, pratique-

ment identique aux autres 'papillons utilisés dans le dis-

positif 21 de traitement d'air et le distributeur d'air 500.

Le papillon comporte un volet carré 820 monté dans un cadre 822 et tournant autour de son axe central renforcé 824. A sa partie supérieure, vue sur la figure 28, le volet 820 est maintenu en position par une goupille 826 pénétrant dans le volet par une douille dans le cadre. En bas du volet, une goupille 828 est emmanchéWe dans un trou de la partie d'axe renforcée et traverse le cadre 822 pour être entraînée

par un ensemble moteur, désigné globalement par 830. L'in-

térieur du cadre 822 est revêtu d'un joint 832 en élastomère flexible, formant un joint étanche avec les bords du volet

820 quand le papillon est fermé.

L'ensemble moteur comporte un moteur réversible 833 à courant continu, qui entraîne un arbre de sortie834 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages réducteur 836. Tout

l'ensemble est enfermé dans un boîtier 838 en matière plas-

tique, étanche à l'air et à la poussière. L'arbre de sortie 834 sort vers le haut par un palier 840 maintenu par le boîtier, dans un logement 842 délimité par le boîtier 838 dans lequel le cadre 822 du papillon est fixé et maintenu

en position par des goupilles 844. Comme le montre la -

figure 29, la goupille 828 (maintenant la plaque 820 dans le cadre 822) et l'arbre 834 sont coaxiaux et sont accou- plés par une douille 844 placée dans un trou 846 dans le fond du cadre 822. Pour assurer un bon mouvement du volet 820,

des emmanchements sont prévus entre la douille 844 et l'ar-

bre 834 et la goupille 828, et entre cette dernière et le

volet.

Des contacts fermés au repos 860 commandent le moteur

832 et, par conséquent, le mouvement du volet 820. Un con-

tact, 860a, est monté sur le boîtier 838 du moteur, en po-

sition pour être engagé par un bossage 862 sur le bord

inférieur du volet 820-quand le papillon est ouvert, c'est-

à-dire quand le volet 820 fait un angle de 900 avec le cadre 822 (voir figure 30); l'autre contact, 860b, est'monté sur le côté du cadre 822 et il est engagé par le volet 820 quand le papillon est fermé. Chaque contact comprend deux conducteurs 864, 866 montés dans la cavité intérieure 866 d'un boîtier 867-en matière plastique en deux parties, à une extrémité de la cavité 865, les contacts 864, 866 étant séparés par une rondelle isolante 866. Une douille isolante 872 traverse la rondelle 870 et les contacts 864, 866, de chaque côté, et une vis 874 passant dans la douille 872 fixe l'ensemble du contact sur le cadre du papillon ou la boîte du moteur. A la moitié de sa-longueur, le contact 864 est décalé pour former une section 876 de rupture prévue pour s'appuyer à plat surle contact 866. Le _boîtier 867 est épaulé pour former un appui pour la section de rupture.876. Le contact 866 est rappelé, c'est-à-dire poussé élastiquement contre la section de rupture 876,de manière que les deux contacts soient normalement reliés électriquement. Pour ouvrir le contact électrique, une goupille 878 est montée

dans une douille isolante 880, la tête 882 de cette gou-

pille s'appuyant contre l'extrémité libre du contact 866.

Quand la goupille 878 est poussée par le bossage 862 (dans le cas du contact 860a) ou le volet 822 (dans le cas du contact 860b), le contact 866 est ouvert, se séparant

de la portion de contact 876 du contacteur 864.

Selon la figure 32, le circuit de commande 832 com-

porte une source 890 de courant continu, deux contacts d'in-

version 892 dans le circuit de commandeprincipale, et des

contacts 860. Quand les contacts d'inversion, qui se dépla-

cent toujours ensemble, sont dans la position représentée, la source d'alimentation attaque le moteur 832 pour ouvrir

le papillon et fait tourner le volet 820 (dans le sens in-

verse des aiguilles d'une montre comme représenté), jusqu'à ce que le bossage 862 du volet vient en contact avec la goupille 818 du contact 860a, ouvrant ce dernier. Pour fermer le papillon, les contacts 892 sont changés de position et le volet 820 tourne (dans le sens des aiguilles d'une montre comme représenté), jusqu'à ce qu'il rentre en contact avec

le contact 860b et l'ouvre.

En fonctionnement, le dispositif décrit ci-dessus -

o1Fre de nombreux services différents, comprenant le chauffage, la conmande de degré hygrométrique (hunmidification et déshumidification), le conditionnement d'air (refroidissement),-la circulation d'air frais, la collecte et la diffusion de chaleur, le transfert de chaleur entre les différents réservoirs et le chauffage d'eau chaude domestique, comme cela a été décrit

plus en détail dans la demande de Brevet précitée. La plu-

part de ces services peuvent être rendus en l'une quelconque

de différentes manières, à volonté, pour améliorer le rende-

ment global; et la plupart d'entre eux peuvent être rendus simultanement. Les températures inhabituellement basses (pour un système solaire) de L'air utilisé comme fluide de transfert de chaleur permettent d'utiliser des matières cellulaires

à bas prix dans les conduites, les collecteurs et le dispo-

sitif de traitement d'air.,La température maximale de. l'air dans l'ensemble, lorsque l'air provenant des collecteurs est utilisé pour chauffer directement le réservoir d'eau chaude, dépasse rarement 650C. Si les collecteurs eux-mêmes atteignent une température de stagnation plus élevée (par exemple au maximum environ 90 - 95 C) de l'air froid peut être soufflé dans ces collecteurs, en sens inverse, et vers

l'extérieur de l'un des papillons 700, 720, 101. Après re-

froidissement, le dispositif revient à son fonctionnement

normal en circuit ouvert ou fermé dans lequel l'air prove-

nant.des collecteurs chauffe le liquide à volonté dans un Ou plusieurs des réservoirs. En ce qui concerne le chauffage, pendant la saison d'hiver, la température de l'eau dans le réservoir froid 24 est généralement maintenue -entre 10 C: et 250C et, sauf avec de la saunuredans le réservoir froid ou de l'antigel dans

l'échangeur froid, jamais moins de 3 C environ. La tempéra-

ture maximale du réservoir froid dépend de la déshumidifi-

cation qui est souhaitée, auquelcas des températures supé-

rieures à environ 11 C sont indésirables et ne dépassent jamais la température de-stagnation des collecteurs qui est généralement de l'ordre de 20 à 700 C en hiver et 30 à C ou éventuellement davantage pendant l'été, suivant

l'énergie incidente.

L'eau dans le réservoir froid est chauffée pendant

l'hiver par de l'air provenant de l'un ouplusieurs déter-

minés des collecteurs 10, 11 et 12. Si la température de

l'air extérieur est supérieure à celle de l'eau dans le ré-

servoir froid 24, l'air extérieur est aspiré dans les col-

lecteurs tandis que,si l'-air extérieur est plus froid que

le réservoir froid, l'air est mis en circulation dans l'en-

semble. Dans tous les cas, l'air chauffé passe par l'échan-

geur froid 32 dans le réservoir, froid 24 dans lequel il est refroidi, et la chaleur qui en est extraite échauffe

l'eau dans le réservoir froid.

Pour chauffer la maison 18, la température de l'eau dans le réservoir chaud 22-doit être supérieure à la température à l'intérieur de la maison, mais si elle est trop élevée, cela augmente inutilement le travail fourni par le compresseur 36. En général, l'eau est maintenue à environ 30Qà 35 C, température suffisante pour chauffer

- 35 l'air qui circule dans l'échangeur chaud 28 jusqu'à la tem-

pérature de chauffage des pièces. Quand la température de

l'eau dans le réservoir chaud 22 passe au-dessous de la tem-

pérature voulue, de la chaleur est transmise du réservoir froid 24 au réservoir chaud par le module de pompe à chaleur

2473 159

25. Maissi les conditions extérieures sont telles que la température de l'air provenant du collecteur est supérieure

à celle de l'eau dans le réservoir chaud 22, et particuliè-

rement si l'eau dais le réservoir froid est à la tempéra-

ture maximale souhaitée pour le refroidissement ou la dés- humidification, l'air provenant du collecteur peut passer

par l'échangeur chaud 28 dans le réservoir chaud 22, ajou-

tant ainsi directement de la chaleur au réservoir chaud.

L'intérieur de la maison 18 elle-même est chauffé par l'air qui circule en passant par l'échangeur chaud 28 dans le réservoir chaud 22. La soufflante 54 aspire de l'air dans des conduites déterminées des dalles de sol, du distributeur d'air et du dispositif de traitement d'air, le refoup dans l'échangeur chaud 28 dans lequel il est

chauffé pour revenir ensuite par le dispositif de traite-

ment d'air, le distributeur d'air et des dalles de sol dans les pièces de la maison. S'il y a lieu de déshumidifier l'air de chauffage de l'immeuble, tout ou partie.de l'air provenant de la maison, plutôt que de passer directement

à l'échangeur chaud 28, peut être dirigé-d'abord par l'échan-

geur froid 32,puis dans l'échangeur chaud en passant par la

conduite 50 de dérivation de dispositif de traitement d'air.

En réglant les différents papillons à volonté, de l'air fraid provenant de l'extérieur peut être introduit dans le dispositif. de traitement d'air 21 et être chauffé dans l'échangeur chaud 28, avec ou sans déshumidification,

et l'air usé peut être refoulé directement vers l'extérieur.

En ce qui concerne le refroidissement (condition-

nement d'air) pendant l'été, ou saison de refroidissement ou de conditionnement d'air, la température du réservoir froid 24 est maintenue entre 100C et 15oC, de préférence à environ 110C, afin que l'humidité relative de l'air à 200 ne dépasse pas 55% environ. Pour éviter que la température

de l'eau dans le réservoir ne devienne trop élevée-, la cha-

leur en excès dans le réservoir froid doit être dissipée, soit par le réservoir chaud 22,soit directement si cela est

possible. Normalement, de la chaleur est éliminée du réser-

voir froid et transférée au réservoir chaud 22 en faisant fonctionner le module 25 de pompe à chaleur, exactement 34- comme pendant la saison de chauffage. Quand la température de l'eau dans le réservoir chaud devient supérieure à celle de l'air extérieur, il. est refeoidi par une circulation d'air provenant de l'extérieur, par exemple par la conduite 38 - 3, l'échangeur chaud 28 et renvoyé à l'atmosphère.

La chaleur dans le réservoir chaud 22 peut aussi être dis-

sipée en la transférant au réservoir d'eau chaude 26 par

le module 25 de pompe à chaleur, ou en l'utilisant directe-

ment pour chauffer de l'eau chaude domestique dans un ser-

*pentin 128a. Pendant la nuit, la chaleur du réservoir froid ou du réservoir chaud peut être dissipée plus directement

en faisant passer l'air extérieur froid dans les collec-

teurs puis dans l'échangeur froid ou chaud, vers l'extérieur.

Pour refroidir la maison 18, la soufflante 54 est

inversée; l'air provenant des pièces de la maison est re-

foulé par les conduites des dalles de sol, -etc., dans

l'échangeur 32 dans lequel il se refroidit et peut être déshu-

midifié; de là, l'.air froid retourne dans les pièces.

Il est également possible de refroidir (conditionnement d'air) tout en collectant simultanément de la chaleur dans le réservoir froid. Pour collecter davantage de chaleur que cela ne serait possible autrement, la soufflerie 54 aspire l'air de la maison 18 et le force dansla conduite transversale 150, puis à travers l'échangeur froid 32. Après avoir été refroidi et avoir transféré sa chaieur.à l'eau du réservoir froid, l'air retourne dans la maison 18. En même temps, l'air provenant des collecteurs est forcé dans

l'échangeur froid 32 par la soufflante 52.

En ce qui concerne le chauffage de l'eau chaude, pendant l'été, l'eau dans le réservoir d'eau chaude 26 est normalement chauffée par l'air provenant des collecteurs, en utilisant un circuit fermé.de circulation d'air par les

différentes conduites vers l'échangeur chaud 29 dans le ré-

servoir d'eau chaude 26, pour revenir aux collecteurs.

Bien que les collecteurs ne puissent fonctionner qu'avec un rendement de 20% à 30%", leur grande surface basée sur les conditions hivernales fait mieux que compenser la perte de rendement. Le réservoir d'eau chaude 26 peut aussi être

chauffé en utilisant le-module 25 de pompe à chaleur, pen-

dant le chauffage d'hiver et le refroidissement d'été. In-

dépendamment de la manière dont l'eau dans le réservoir 26 est chauffée, l'eau chaude domestique pour l'usage de la maison est prélevée par la sortie 127 après avoir été

chauffée Far son passage dans le serpentin 128a du réser-

voir chaud 24, 128, dans le réservoir d'eau chaude 26. Le.

chauffage est continu, -l'eau froide arrivant par l'entrée 129.

En ce qui concerne la déshumidification, l'uti-

lisation des échangeurs chaud et-froid séparés et indépen-

dant du module de pompe à chaleur 25 permet de fournir de

l'air chauffé et déshumidifié à la maison 18. L'air prove-

nant de l'extérieur de la maison passe par l'échangeur froid 32 dans lequel il est refroidi et déshumidifié et, par la conduite transversale 50 du dispositif de traitement d'air, vers et dans l'échangeur chaud 28. A la sortie de

l'échangeur chaud, l'air chauffé est déshumidifié et cir-.

cule dans le distributeur d'air, les conduites des dalles

de sol, etc...vers les pièces de la maison 18.

Il apparait que les nombreux papillons de commande dans l'ensemble du dispositif commandent la circulation -d'air dans et depuis lescollecteurs, vers et dans un grand nombre de circuits de circulation dans le dispositif de traitement d'air et le distributeur, et vers et depuis les pièces de la maison 18. La grande variété de circuits

différents permet de combiner de nombreux services diffé-

rents (par exemple chauffage, refroidissement, collec-

te e t dissipation de- chaleur, transfert de chaleur et chauffage d'eau chaude); ces services pouvant être combinés

entre.eux et rendus simultanément; il est également possi-.

ble d'effectuer chacune de ces opérations de la manière

la plus efficace possible dans des conditions données.

Par exemple, en hiver, lorsque de la chaleur est collectée

et l'immeuble chauffé, le circuit particulier de circula-

tion d'air dépend', entre autre chose, des températures relatives de l'air intérieur et de l'air extérieur, de l'air provenant du ou des collecteurs et de l'échangeur

froid et des humidités relatives de l'air intérieur et ex-

-36 térieur. Quand l'air dans la maison 18 est le plus chaud, le circuit de circulàtion-de chauffage le plus simple est utilisé, la soufflante 54 aspirant de l'air dans la conduite 42 depuis la maison et le faisant circuler en boucle fermée passant par l'échangeur chaud 28 pour reve- nir à l'intérieur de la maison. Mais si la température de l'air aux sorties des collecteurs est supérieure à celle de l'air à l'intérieur de la maison 18, l'air provenant du collecteur (plutôt que de l'intérieur de la maison) est utilisé pour chauffer la maison car il absorbe moins de chaleur dans l'échangeur chaud et réduit par conséquent la quantité de chaleur qui doit être transférée (par la

pompe à chaleur) du -réservoir froid vers le réser-

voir chaud. Si l'air extérieur est aussi plus chaud que l'air intérieur, d'autres circuits de circulation sont utilisés. L'air extérieur est aspiré dans les collecteurs, passe dans cet ordre par-l'échangeur chaud, l'immeuble et

l'échangeur froid pour être ensuite refoulé vers l'atmos-

phère. S'il arrive que la température de l'air dans la maison est inférieure à celle de l'échangeur froid, l'air

est rejeté directement dans l'atmosphère depuis la mai-

son plutôt que de passer par l'échangeur froid. Dans ces deux dernières dispositions, il est tiré profit du fait que, si la température de l'air extérieur est supérieure à celle de l'air à l'intérieur de la maison, le dispositif de chauffage prélève moins de chaleur en utilisant l'air

extérieur. -

L'efficacité du fonctionnement est améliorée également par les-dimensions relativement importantes des

réservoirs froid, chaud et d'eau chaude, et des évapora-

-teurs-et condenseurs-du-module de pompe à chaleur, et du fait qu'un échangeur chaud ou froid est prévu dans chaque réservoir, c'est-à-dire séparé du module de pompe à chaleur. Cela permet de maintenir les températures voulues dans les différents réservoirs en utilisant au minimum le module de pompe à chaleur. Les grands réservoirs restent à des températures relativement constantes et les variations de température sont réduites au minimum par un choix soigneux des circuits particuliers de circulation d'air vers et depuis la maison et les collecteurs. D'une

façon générale, seules les soufflantes-52, 54 doivent en-

traîner l'air conditionné ou collecterou dissiper la cha-

leur. S'il est nécessaire d'utiliser le module 25 de pompe à chaleur pour transférer directement de la chaleur d'un

réservoir à l'autre, il est normalement possible de retar-

der cette utilisation jusqu'au moment o, par exemple,

les prix d'énergie sont faibles ou les conditions extéri-

eures sont telles qu'elles réduisent la quantité d'énergie

nécessaire. M'me si le transfert est nécessaire, les dif-

rérences de température relativement faibles et constantes

entre les réservoirs et les grands évaporateurs et conden-

seurs permettent de sélectionner et de commander un com- -

presseur à l'état de régime plutôt que dans des conditions de forte pointe de charge. De la chaleur n'est transférée d'un réservoir à l'autre au moyen du module de pompe à chaleur que si les températures voulues dans les réservoirs froid, chaud et d'eau chaude ne peuvent être maintenues autrement. Dans d'autres modes de réalisation, une sortie de collecteur à température plus élevée peut être obtenue en plaçant des pièces de verre ou des feuilles d'autres

matières transparentes entre les bords voisins et super-

posés 750 des tuiles de to t 62. D'une manière similaire,

les surfaces extérieures des collecteurs peuvent consti-

tuer des cellules solaires fournissant l'énergie nécessaire

pour alimenter les soufflantes, les papillons et le com-

presseur. En général, ces cellules convertissent environ lgo de l'énergie incidente en électricité; le reste de l'énergie est collecté et emmagasiné par les collecteurs,

de la manière habituelle.

Sous certaines climats, il est souhaitable ou nécessaire d'ajouter une capacité supplémentaire de collec-

te et d'emmagasinage de chaleur en agrandissant les ré-

servoirs chaud et froid, en les remplissant d'un liquide dont la capacité thermique est supérieure à celle de l'eau, et/ou en agrandissant les collecteurs et en y réduisant

la vitesse de l'air. En outre, le gel possible du réser-

voir froid peut être évité en plaçant un radiateur dans la conduite de distribution 44 et en l'utilisant plutôt

que la chaleur pompée vers le réservoir chaud pour chauf-

fer l'air de la maison 18 pendant les périodes o le temps est inhabituellement froid. Le gel peut aussi être évité en disposant un serpentin à eau entre le réservoir froid et le sol au-dessous de la ligne de gel, une solution de saumuredans le réservoir froid, un évaporateur sur le to t ou un mur avec un condenseur dans le réservoir froid ou

un élément chauffant de réservoir.

Bien entendu, de nombreuses modifications peuvent

être apportées aux modes de réalisation décrits et illus-

trés à titre d'exemples nullement limitatifs sans sortir

du cadre de l'invention.

2 47315 9

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de conditionnement à emmagasinage de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir froid (24) de liquide à une température relativement basse, un réservoir chaud (22) de liquide à une température relativement élevée, une pompe à chaleur (25) destinée à transférer de la chaleur depuis ledit réservoir froid vers ledit réservoir chaud, un échangeur froid (32) dans ledit réservoir froid, avec une entrée de fluide et une sortie de fluide, et destiné à transférer de la chaleur entre le fluide qui y circule et le liquide dudit réservoir froid, un échangeur chaud (28, 29) dans ledit réservoir chaud, avec une- entrée de fluide et une sortie de fluide et destiné à transférer de la chaleur entre le liquide dans ledit réservoir chaud et le fluide qui circule dans ledit échangeur-chaud, et des conduites branchées sur-ledit échangeur froid et sur ledit échangeur chaud, et agencées pour diriger le fluide entre lesdits échangeurs et l'espace à chauffer ou à refroidir

par ledit dispositif de conditionnement.

2 - Dispositif selon la revendication -, caractéri-

sé en ce qu'il comporte en outre un réservoir d'eau chaude

(26) contenant de l'eau à une température -

élevée et une pompe à chaleur (25) destinée à transférer

de la chaleur dudit réservoir chaud (22) vers ledit réser-

voir d'eau chaude.

3 - Dispositif selon la revendication 2, caracté-

risé en ce qu'il comporte un évaporateur (34) dans ledit

réservoir froid, un condenseur (126) dans ledit réservoir -

chaud, un condenseur (31) et un évaporateur (30) dans le-

dit réservoir chaud-et un compresseur, ledit compresseur fonctionnant sélectivement dans un premier mode en faisant

circuler un réfrigérant dans ledit évaporateur de réser-

voir froid et dans ledit condensateur de réservoir chaud pour transférer de la chaleur dudit réservoir froid vers ledit réservoir chaud, et dans un second mode, en faisant

circuler le réfrigérant dans ledit évaporateur de réser-

voir chaud et ledit condenseur de réservoir d'eau chaude pour transférer de la chaleur dudit réservoir chaud vers

ledit réservoir d'eau chaude.

Z473159

-40 -

4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3,

caractérisé en ce que lesdites conduites comprennent un dis-

positif (21) de traitement d'air monté contre lesdits réservoirs, ledit dispositif de traitement d'air comprenant: des orifices agencés pour être branchés sur une entrée du- dit espace; une sortie-dudit 'espace, une entrée provenant d'un collecteur solaire ou autre source de fluide chauffé, une sortie dudit collecteur ou autre source, et l'entrée.et la sortie de chacun desdits échangeurs; des conduites (38,: 40, 42, 44) entre lesdits orifices; et des déflecteurs de commande (38A, B, C; 40A, B, C; 207A; 220A) destinés à commander la circulation dans lesdites conduites et entre

lesdits orifices; lesdites conduites comprenant une con-

duite d'entrée principale d'espace branchée sur les orifices et une conduite principale d'entrée du collecteur ou autre source, chacune vers les entrées de chacun desdits échangeurs et l'un correspondant des orifices dudit espace et dudit collecteur ou autre source, et une conduite de sortie d'espace principale et une conduite de collecteur principal ou autre source branchée aux orifices, depuis

les sorties de chacun desdits échangeurs, vers l'un corres-

pondant des orifices dudit espace et dudit collecteur ou autre source; et lesdits défle.cteurs permettant au fluide dans chacune des conduites d'entrée principale de circuler vers un ou plusieurs sélectionnés desdits échangeurs et interdisant au fluide dans lesdites conduites d'entrée

- principale de circuler vers un échangeur non sélectionné.

- 5. Dispositif selon la revendication 4, caracté-

risé en ce que lesdites conduites comprennent une première

conduite transversale (15Q) entre lesdites conduites prin-

cipales d'entrée et de sortie d'espace et une seconde conduite transversale (50) entre l'entrée dudit collecteur

principal ou autre source et les conduites de sortie.

6. Dispositif selon la revendication 5, caracté-

risé en ce que ledit dispoBitif (21) de traitement d'air

comprend plusieurs blocs modulaires disposés en deux cou-

ches, l'une des deux couches Comportant des blocs définis-

-sant ladite entrée principale -d'espace, ladite sortie

- 41 _

principale d'espace et des première conduites transversales

et l'autre des deux couches comprenant des blocs définis-

sant ladite seconde conduite transversale et lesdites conduites principales d'entrée et de sortie de collecteur ou d'autre source.

7 - Dispositif selon la revendication 5., carac-

térisé en ce que ledit dispositif (21) de traitement d'air comprend plusieurs blocs montés en une matrice de forme générale rectangulaire, des parties de certains déterminés

desdits blocs étant enlevées pour délimiter lesdites con-

duites, lesdits déflecteurs de commande étant montés

entre des paires voisines desdits blocs.

8. Dispositif selon la revendication 5, 6 ou 7, caracté-

risé en ce qu'il comporte en outre un distributeur d.'air (500) branché entre lesdits orifices Audit dispositif (21) de traitement d'air et des conduites entre ledit espace et ledit collecteur ou autre source, ledit distributeur d'air comprenant un premier groupe (538-544) de conduites

longitudinales dans un même plan branchées chacune- sur.

l'un desdits orifices dudit dispositif de traitement d'air et un second groupe (506-520) de conduites longitudinales dans un.même plan branchées sur lesdites conduites entre ledit espace et ledit collecteur ou autre source, lesdits premier et second groupes de conduites étant montés dans des plans parallèles voisins l'un de l'autre, les conduites d'un groupe étant perpendiculaires aux conduites de l'autre

groupe, et des orifices reliant chacune desdites conduites-

dudit premier groupe à une conduite déterminée dudit second groupe.

30.9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisé en-ce que lesdites conduites comprennent, dans la structure de l'immeuble délimitant ledit espace, des dalles de sol (604, 606) délimitant des conduites intérieures dans la direction horizontale, des dalles de mur (222, 224.) délimitant des conduites intérieures dans la direction verticale et des sections de coude (650),chacune en appui sur une dalle de sol voisine et une dalle de mur voisine

et contenant une conduite intérieure permettant la circula-

tion d'air entre lesdites conduites desdites dalles voi-

- 42 -

sines de sol et de mur.

10. Dispositif selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comporte un -réservoir d'eau chaude (26) contenant un liquide aune température relativement élevée, les parois desdits réservoirs froid, chaud et d'eau chaude (22, 24, 26) étant disposées de manière

qu'une paroi commune entre deux desdits réservoirs s'ap-

puie contre une paroi commune entre l'un desdits second et troisième réservoirs, ladite pompe à chaleur (25) étant positionnée contre lesdites parois en appui et les traversant, une partie de ladite pompe étant positionnée

dans chacun desdits réservoirs.

11- Dispositif selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que chacun desdits échangeurs (28, 29, 32)

comporte une section creuse (800) en forme de U position-

née dans l'un desdits réservoirs, les branches dudit U étant appro-

ximativement-verticales, plusieurs conducteurs plans (808), typiquement en métal, étant disposés dans ladite section de manière que des parties desdits conducteurs dans ladite section soient

exposées au liquide dans ledit réservoir et que des par-

ties desdits conducteurs dans ladite section soient ex-

posées au fluide circulant dans ladite section.

12 - Dispositif selon la revendication 11., carac-

térisé en ce que lesdits conducteurs (808) sont en métal

déployé.

13 - Dispositif de conditionnement, comprenant une source d'air avec une entrée d'air et une sortie d'air

et un dispositif central qui comprend lui-même un réser-

voir de liquide pour emmagasiner de la chaleur, un échan-

geur de réservoir avec des entrées et des sorties reliées à ladite source et agencées pour transférer de la chaleur

entre ledit réservoir de liquide et l'air provenant de la-

dite source, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un premier groupe de conduites (538, 544) assurant la

circulation d'air dans-une boucle fermée contenant la-

dite source et ledit échangeur de chaleur, un second groupe (506-520) de conduites permettant la circulation d'air dans un circuit ouvert partant de l'atmosphère, passant par ladite source et ledit échangeur de chaleur

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-43- et débouchant à l'atmosphère; et desxmoyen.s de commande pour faire circuler l'air dans ladite boucle fermée ou

ledit circuit ouvert, au choix.

14 - Dispositif de conditionnement, caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir froid (24) de liquide, à une température relativement basse, un'réservoir chaud (22) de liquide à une température relativement élevée, un échangeur froid (32) dans ledit réservoir froid, avec

une entrée d'air et une sortie d'air et destiné à re-

froidir et à déshumidifier l'air qui y circule, un échan-

geur chaud (28, 29) dans le réservoir chaud, avec une entrée d'air et une sortie d'air et destiné à chauffer l'air qui y passe, et des conduites destinées à diriger successivement l'air par ledit échangeur froid-et par ledit échangeur chaud et de là, vers l'espace à chauffer

par ledit dispositif.