FR2516212A1 - METHOD AND DEVICE FOR COOLING THE PARTS OF A BUILDING - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE POUR LE REFROIDISSEMENT DES PIECES D'UN BATIMENT AINSI QU'UN APPAREIL POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE. DANS LE DISPOSITIF, LA CONDUITE D'ARRIVEE 2 DE LA STATION D'AERATION, CONTENANT UN REGULATEUR DE DEBIT 5, ET DESTINEE A L'AIR PRIMAIRE FROID SE TERMINE DANS UNE CHAMBRE SOUS PRESSION 4 D'UN APPAREIL D'INDUCTION 1 A PARTIR DE LAQUELLE DES ORIFICES DE SORTIE EN FORME DE BUSES 10 SONT DIRIGES VERS L'INTERIEUR D'UNE CHAMBRE D'ECHAPPEMENT 11. LA CHAMBRE D'ECHAPPEMENT 11 EST EN OUTRE ENTOUREE D'UNE PIECE D'ASPIRATION 16 POUR L'AIR SECONDAIRE QUI EST MUNIE D'AU MOINS UN ORIFICE D'ASPIRATION 13 DESTINE A L'AIR AMBIANT. LE MELANGE DE L'AIR PRIMAIRE ET DE L'AIR AMBIANT AVANT L'ENTREE DANS LA PIECE 15 A REFROIDIR PERMET L'UTILISATION DE TEMPERATURES PLUS BASSES D'AIR PRIMAIRE. IL EN RESULTE QUE POUR LA MEME DISSIPATION THERMIQUE, ON UTILISE DES QUANTITES D'AIR PRIMAIRE BEAUCOUP PLUS FAIBLES ET QUE L'INSTALLATION D'AERATION EST PLUS PETITE ET PLUS COMPACTE. APPLICATION AUX TECHNIQUES DE CLIMATISATION.THE INVENTION RELATES TO A PROCESS FOR COOLING THE ROOMS OF A BUILDING AS WELL AS AN APPARATUS FOR IMPLEMENTING THIS PROCESS. IN THE DEVICE, THE INLET DUCT 2 FROM THE AERATION STATION, CONTAINING A FLOW REGULATOR 5, AND INTENDED FOR COLD PRIMARY AIR ENDS IN A PRESSURE CHAMBER 4 OF AN INDUCTION UNIT 1 FROM FROM WHICH THE NOZZLE-SHAPED OUTPUT OPENINGS 10 ARE DIRECTED INTO AN EXHAUST CHAMBER 11. EXHAUST CHAMBER 11 IS FURTHER SURROUNDED BY A SUCTION PART 16 FOR SECONDARY AIR WHICH IS EQUIPPED WITH AT LEAST ONE SUCTION PORT 13 INTENDED FOR AMBIENT AIR. THE MIXING OF THE PRIMARY AIR AND THE ROOM AIR BEFORE ENTERING THE ROOM 15 TO BE COOLED ALLOWS THE USE OF LOWER PRIMARY AIR TEMPERATURES. AS A RESULT, FOR THE SAME THERMAL DISSIPATION, MUCH LOWER QUANTITIES OF PRIMARY AIR ARE USED AND THAT THE VENTILATION INSTALLATION IS SMALLER AND MORE COMPACT. APPLICATION TO AIR CONDITIONING TECHNIQUES.
Description
L'invention concerne un procédé pour le refroi-The invention relates to a method for cooling
dissement individuel de pièces d'un bâtiment à l'aide d'une installation centrale d'aération qui amène l'air nécessaire pour le renouvellement de l'air et pour son humidification, ainsi que pour le refroidissement des pièces, individual drainage of rooms in a building using a central ventilation system which supplies the necessary air for the renewal of the air and for its humidification, as well as for the cooling of rooms,
aux différentes pièces à partir d'une installation de trai- different parts from a processing facility.
tement d'air, sous la forme d'air de refroidissement ayant une température constante se trouvant très inférieure à la of air, in the form of cooling air having a constant temperature being much lower than the
température ambiante, la quantité d'air d'arrivée froid d'ali- room temperature, the amount of incoming cold air from the
mentation dépassant la quantité d'air minimale/pour la more than the minimum amount of air / for the
régulation de la puissance de refroidissement étant com- regulation of the cooling power being
mandée par un thermostat d'ambiance L'invention concerne The invention relates to a room thermostat
également un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé. also a device for implementing the method.
Le procédé décrit ci-dessus est connu par exem- The process described above is known for example
ple de par le brevet suisse 555 519; l'adaptation du "froid" amené a lieu dans ce brevet par une régulation de la quantité d'air primaire traité et refroidi provenant de l'installation d'aération L'air primaire froid est de préférence directement soufflé dans la pièce au voisinage Swiss patent 555,519; adaptation of the "cold" brought about in this patent by a regulation of the amount of treated and cooled primary air from the aeration system The cold primary air is preferably directly blown into the room in the vicinity
de son plafond et s'y mélange avec l'air ambiant seule- ceiling and mixes with the ambient air alone.
ment après sa sortie dans la pièce à cause de l'effet after being released into the room because of the effect
d'induction de son "rayonnement".induction of its "radiation".
La pratique a montré dans ces procédés ou instal- Practice has shown in these processes or
lations de refroidissement connus que la température cons- known cooling temperatures that the temperature con-
tante de l'air primaire ou d'arrivée soufflé ne doit être au maxinu que de 8-100 C en dessous de la température ambiante qui est d'environ 26-280 C, si on ne veut pas diminuer le primary air intake or blown air intake should be maxinu only 8-100 C below the ambient temperature which is about 26-280 C, if we do not want to decrease the
confort des occupants de la pièce, car autrement la quan- comfort of the occupants of the room, because otherwise the
tité d'air primaire, en particulier lorsque le refroidisse- primary air, especially when the cooling
ment est peu nécessaire>est si faible qu'elle "tombe" dans is not necessary> is so weak that it "falls" in
la pièce sans grand effet d'induction et sans mélange suf- the room without much induction effect and without sufficient mixing
fisant avec l'air ambiant et forme au voisinage du sol des with the ambient air and forms near the ground
Ilots d'air froid.Islands of cold air.
En conséquence de cette exigence de confort, des quantités d'air primaire relativement importantes sont As a result of this comfort requirement, relatively large amounts of primary air are
nécessaires pour disposer de la puissance de froid maxi- necessary to have the maximum cooling power
male requise, mais ceci exige une dépense et une place importantes pour l'installation d'aération fournissant required, but this requires significant expense and space for the ventilation
l'air primaire.primary air.
Le problème de la présente invention est de modi- The problem of the present invention is to modify
fier le procédé connu de refroidissement sur la base de quantités variables d'air primaire, de telle manière qu'on réduise la dépense en installation et en énergienécessaire pour fournir la puissance de refroidissement maximale requise Le dispositif pour mettre en oeuvre le nouveau the known cooling process on the basis of variable quantities of primary air, so that the expenditure on installation and energy required to provide the maximum cooling power required is reduced. The device for implementing the new
procédé doit également remplir la condition marginale con- The process must also fulfill the marginal condition
sistant en ce que le rapport entre l'air primaire et l'air in that the ratio of primary air to air
induit secondaire ou ambiant doit demeurer à peu près cons- secondary or ambient armature must remain approximately constant
tant pour toutes les quantités variables d'air primaire for all variable amounts of primary air
dans l'air d'arrivée soufflé dans la pièce. in the arrival air blown into the room.
Selon le procédé de la présente invention, ce problème est résolu en ce que l'air primaire froid amené à la pièce par l'installation d'aération est refroidi à une température qui se trouve à au moins 100 C en dessous de la température ambiante et en ce que cet air primaire, est mélangé à l'air ambiant aspiré comme air secondaire avant qu'il ne sorte dans la pièce à refroidir en tant qu'air According to the method of the present invention, this problem is solved in that the cold primary air supplied to the room by the aeration plant is cooled to a temperature which is at least 100 C below the ambient temperature. and in that this primary air, is mixed with the ambient air sucked as secondary air before it goes out into the room to be cooled as air
d'arrivée froid.cold arrival.
Comme dans le nouveau procédé, pour une même As in the new process, for the same
température d'air d'arrivée, c'est-à-dire la même tempéra- arrival air temperature, ie the same temperature
ture que celle de l'air parvenant comme jusqu'ici dans la zone de séjour, l'air primaire peut être refroidi plus fortement, de préférence de 12-18 a C sous la température ambiante, on peut réduire de façon décisive les quantités d'air primaire nécessaires; de ce fait, l'installation totale d'aération peut être plus petite et plus compacte In the same way as the air entering the residence zone as before, the primary air can be cooled more strongly, preferably 12-18 ° C below ambient temperature, the quantities of air can be decisively reduced. primary air needed; therefore, the total aeration installation can be smaller and more compact
et la dépense d'énergie pour le transport de l'air pri- and the expenditure of energy for the transport of primary air
maire peut être réduite considérablement L'air ambiant mayor can be reduced considerably The ambient air
mélangé à l'air primaire froid est alors prélevé, avantageu- mixed with cold primary air is then removed, preferably
sement mais non forcémentde la pièce à refroidir. but not necessarily of the room to be cooled.
On a trouvé qu'il était avantageuxpour mainte- It has been found to be advantageous for many
nir les conditions de confort de la zone de séjour des occupants de la pièce, que l'air primaire froid et l'air ambiant soient mélangés l'un avec l'autre dans un rapport de 4:1 à 1:1, le rapport de mélange pouvant être rendu optimal,en particulier à une valeur de 3:2,lorsqu'on tient the comfort conditions of the living area of the occupants of the room, that the cold primary air and the ambient air be mixed with each other in a ratio of 4: 1 to 1: 1, the ratio optimum mixing, especially at a value of 3: 2, when
compte de points de vue économiques. account of economic points of view.
Un dispositif pour mettre en oeuvre le nouveau procédé est caractérisé en ce que la conduite d'amenée de l'installation d'aération pour l'air primaire froid, qui A device for implementing the new method is characterized in that the supply duct of the ventilation system for the cold primary air, which
contient un régulateur de débit, se termine dans une cham- contains a flow regulator, ends in a chamber
bre sous pression d'un appareil d'induction, à partir de laquelle des orifices de sortie en forme de buses sont dirigés vers l'intérieur d'une chambre d'évacuation, et en ce qu 'en outre la chambre d'évacuation est entourée d'une chambre d'aspiration pour l'air secondaire qui est munie pressure nozzle of an induction apparatus, from which nozzle-shaped outlets are directed inwardly of a discharge chamber, and further that the discharge chamber is surrounded by a suction chamber for secondary air that is equipped
d'au moins un orifice d'aspiration pour l'air ambiant. at least one suction port for the ambient air.
Il est évident que même dans le nouveau disposi- It is obvious that even in the new
tif, tout comme antérieurement, il est nécessaire de satis- tif, as before, it is necessary to
faire aux exigences générales tendant à un amortissement aussi bon que possible du bruit et permettant d'éviter autant que faire se peut la condensation de l'humidité sur les parties froides du dispositif Dans ce but,-on a des solutions particulièrement économes en espace lorsque la chambre sous pression contient un amortisseur de bruit qui est constitué de tubes absorbeurs de bruit de différents diamètres s'emboîtant télescopiquement les uns dans les autres, et/ou lorsque les limites spatiales de l'appareil d'induction ou à l'intérieur de celui-ci sont telles qu'il en résulte au moins partiellement une absorption du son to general requirements for damping as good as possible of noise and to avoid as much as possible the condensation of moisture on the cold parts of the device For this purpose, we have solutions particularly space-saving when the pressure chamber contains a noise damper which consists of noise-absorbing tubes of different diameters interlocking telescopically with one another, and / or when the spatial boundaries of the induction apparatus or within the the latter are such that at least partially results in an absorption of sound
et/ou un isolement par rapport à la chaleur. and / or isolation from heat.
Comme déjà indiqué, une partie du problème posé est constituée par le fait que le rapport de mélange entre air primaire et air secondaire -ou ambiant induit doit demeurer au moins à peu près constant pour toutes les quantités variables d'air primaire; ceci est garanti par le nouveau dispositif en ce que,pendant le mélange d'air ambiant à l'intérieur de l'appareil d'induction, pour toutes les quantités d'air primaire, la résistance As already indicated, part of the problem posed is constituted by the fact that the mixing ratio between primary air and secondary air-or induced ambient must remain at least approximately constant for all the variable quantities of primary air; this is guaranteed by the new device in that, during the mixing of ambient air inside the induction apparatus, for all the quantities of primary air, the resistance
de l'aspiration d'air ambiant est à peu près dans un rap- of ambient air intake is roughly in a ratio
port fixe par rapport à la vitesse de sortie de l'air fixed port relative to the air output speed
primaire hors des orifices de sortie en forme de buses. primary outlet outlets in the form of nozzles.
Il est donc possible,en conformant ces buses de sortie et/ou en calculant la résistance du courant d'air ambiant ou secondaire aspiré, lors de la conception de l'appareil d'induction, d'établir dans le courant d'air d'arrivée ou de mélange qui sort vers la pièce, à peu près un rapport It is therefore possible, by shaping these outlet nozzles and / or calculating the resistance of the ambient or secondary air stream sucked, during the design of the induction apparatus, to establish in the air flow of arrival or mix that goes out to the room, pretty much a report
déterminé entre air primaire et air secondaire, et de cal- determined between primary and secondary air, and
culer en particulier ce rapport pour que la portion d'air especially culer this ratio so that the air portion
primaire soit de 60 % et la portion d'air secondaire de 40 %. 60% primary and 40% secondary air.
Un autre avantage essentiel de la présente inven- Another essential advantage of the present invention
tion est constitué par la chute de pression relativement tion is the relative pressure drop
faible dans l'appareil d'induction.weak in the induction apparatus.
L'invention va maintenant être décrite et repré- The invention will now be described and
sentée à propos d'un exemple de réalisation à la lumière des dessins sur lesquels: on an exemplary embodiment in the light of the drawings in which:
* la figure 1 montre le plan d'ensemble corres- * Figure 1 shows the overall plan corresponding to
pondant à la coupe I-I de la figure 2, d'un appareil d'in- laying down in section I-I of Figure 2, an apparatus for
duction appartenant au dispositif selon la présente inven- duction belonging to the device according to the present invention.
tion; la figure 2 est une coupe selon la ligne Il-II de la figure 1; et la figure 3 représente une coupe selon la ligne tion; Figure 2 is a section along the line II-II of Figure 1; and FIG. 3 represents a section along the line
III-III de la figure 2.III-III of Figure 2.
Un appareil d'induction 1 (figure 1) est alimenté en air primaire traité et refroidi dans l'installation de préparation d'airnon illustrée, par l'intermédiaire d'une conduite 2 qui pénètre dans l'enveloppe 3 de l'appareil 1 An induction apparatus 1 (FIG. 1) is supplied with primary air treated and cooled in the non-illustrated air preparation installation via a pipe 2 which penetrates into the envelope 3 of the apparatus 1
et se termine dans une chambre sous pression 4; l'extré- and ends in a pressure chamber 4; the extré-
mité libre de la conduite 2 dépasse dans la chambre sous free mite of the pipe 2 exceeds in the room under
pression 4 et contient un régulateur de débit 5 de cons- pressure 4 and contains a flow regulator 5 of
truction connue A l'aide de celui-ci /la quantité d'air primaire est commandée de façon connue en fonction de la température ambiante qui est détectée par un thermostat known truction Using this / the amount of primary air is controlled in a known manner according to the ambient temperature which is detected by a thermostat
d'ambiance 6.of atmosphere 6.
Dans la chambre sous pression 4 on prévoit comme amortisseurs de bruit deux sections de tube 7 et 8 s'emboîtant télescopiquement l'une dans l'autre et appartenant à des tubes amortisseurs de bruit de différents diamètres; grâce à ceux-cil'air primaire de la chambre In the pressure chamber 4 there are provided as noise dampers two tube sections 7 and 8 fitting telescopically into one another and belonging to noise damping tubes of different diameters; thanks to those-it's primary air from the room
sous pression 4 est forcé de s'écouler en un courant alter- under pressure 4 is forced to flow into an alternating current
natif, ce qui fait que malgré les dimensions relativement petites des sections de tubes 7 et 8,on obtient un bon native, so that despite the relatively small dimensions of tube sections 7 and 8, we get a good
amortissement sonore.sound damping.
La chambre sous pression 4 est limitée,à angle droit par rapport au sens d'entrée de l'air primaire,par une paroi intermédiaire 9 dans laquelle sont prévus des The pressure chamber 4 is limited, at right angles to the direction of entry of the primary air, by an intermediate wall 9 in which are provided
orifices de sortie en forme de buses 10 Ceux-ci sont dis- outlet ports in the form of nozzles 10 These are
posés de manière que les jets d'air primaire qui en sortent soient dirigés dans une chambre d'échappement 11 qui est constituée par un parallélépipède creux 12 Al'extrémité, cette chambre d'échappement 11 est fermée par l'orifice de sortie 14 muni de façon connue d'une grille et par placed in such a way that the primary air jets leaving it are directed into an exhaust chamber 11 which is constituted by a hollow parallelepiped 12 at the end, this exhaust chamber 11 is closed by the outlet orifice 14 provided with in a known way of a grid and by
lequel l'air d'arrivée est soufflé dans la pièce 15. which the arrival air is blown into the room 15.
Le parallélépipède creux 12 est entouré par une chambre d'aspiration 16 limitée par l'enveloppe 3 et destinée à l'air ambiant aspiré en tant qu'air secondaire par les "jets" d'air primaire et qui est aspiré dans ces "jets" par un intervalle annulaire 17 agissant à la manière The hollow parallelepiped 12 is surrounded by a suction chamber 16 limited by the envelope 3 and intended for the ambient air sucked as secondary air by the "jets" of primary air and which is sucked into these "jets" "by an annular gap 17 acting in the manner
d'un venturi et se trouvant entre le bord du parallélépi- a venturi and lying between the edge of the parallelepiped
pède creux 12 et la paroi intermédiaire 9. Hollow fede 12 and the intermediate wall 9.
L'air ambiant peut revenir dans la chambre d'as- The ambient air can return to the room of
piration 16 à partir de la pièce 15 par un orifice 13 d'aspiration dans l'enveloppe 3 fermé également par une grille. 16 from the piece 15 by a suction port 13 in the envelope 3 also closed by a grid.
De préférence, l'appareil d'induction est dis- Preferably, the induction apparatus is dis-
posé de telle manière au voisinage du plafond de la pièce à refroidir 15 quecomme on peut le voir clairement à la placed in such a manner in the vicinity of the ceiling of the room to be cooled as can be clearly seen in
figure 2,1 'air d'arrivée ou de mélange sortant de l'ori- figure 2.1 air of arrival or mixture coming out of the original
fice de sortie 14 s'échappe parallèlement au plafond, sensiblement horizontalement vers l'intérieur de la pièce , et que l'orifice d'aspiration 13 est prévu dans le "fond" de l'enveloppe 3, et qu'ainsi l'air ambiant est output fuse 14 escapes parallel to the ceiling, substantially horizontally towards the interior of the room, and that the suction port 13 is provided in the "bottom" of the casing 3, and that the air ambient is
aspiré depuis le bas.sucked from the bottom.
Pour éviter la constitution d'eau de condensation et pour obtenir en plus de l'amortisseur sonore 7, 8 un To avoid the constitution of condensation water and to obtain in addition to the sound absorber 7, 8 a
amortissement du bruit, l'enveloppe 3 et le parallélépi- noise damping, envelope 3 and parallelepiped
pède creux 12 sont fabriqués à partir d'une matière à isolations thermique et sonore telle que par exemple de la laine de verre ou de la laine minérale. On indique ci-dessous un exemple pour démontrer l'efficacité du nouveau procédé: On suppose que la quantité de chaleur maximale hollow hollow 12 are made from a material with thermal and sound insulation such as for example glass wool or mineral wool. An example is given below to demonstrate the effectiveness of the new process: It is assumed that the maximum amount of heat
à dissiper est de 700 W pour maintenir la pièce à refroi- to dissipate is 700 W to keep the room cool
dir à une température ambiante constante de 260 C Pour cette dissipation de chaleurun courant d'air primaire de 160 m 3/h à une température d'environ 12,50 C entre dans l'appareil d'induction 1 Dans l'appareil l on a induit dir at a constant ambient temperature of 260 C For this heat dissipation a primary air flow of 160 m 3 / h at a temperature of about 12,50 C enters the induction unit 1 In the appliance 1 induced
en direction du débit d'air primaireen tant qu'air secon- towards the primary air flow as a secondary air
daire,110 m 3/h d'air ambiant à l'aide du courant d'air primaire provenant de la chambre sous pression 4 par les buses 10 avec une vitesse de il m/sec L'air d'arrivée sortant par la grille 14 en direction de la pièce 15 porte d, 110 m 3 / h of ambient air using the primary air stream coming from the pressure chamber 4 through the nozzles 10 with a speed of 11 m / sec The incoming air coming out of the grate 14 towards the door 15 room
-ainsi en fonctionnement maximal 270 m 3/h; il a une tempé- - thus in maximum operation 270 m 3 / h; it has a temperature
rature d'environ 18 'C Si on désire seulement une puis- approximately 18 ° C. If we only want one
sance de refroidissement minimale, la quantité d'air pri- minimum cooling capacity, the amount of air
maire qui s'écoule avec des températures demeurant cons- Mayor flowing with temperatures remaining
tantes est de 80 m 3/h; à partir de ce courant d'air pri- aunts is 80 m 3 / h; from this primary air stream
maire réduit/on aspire en tant qu'air secondaire 55 m 3/h d'air ambiant, ce qui donne un courant d'air d'arrivée de mayor reduces / draws as secondary air 55 m 3 / h of ambient air, which gives an air flow of arrival of
m 3/h.m 3 / h.
La portion d'air primaire dans l'air de mélange ou l'air d'arrivée est donc à peu près constamment de juste 60 %,tandis que celle de l'air ambiant est quelque The proportion of primary air in the mixing air or the intake air is therefore approximately constant at just 60%, while that of ambient air is approximately
peu supérieure à 40 %.little more than 40%.
Claims (7)
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