FR2637966A1 - Dispositif de conditionnement d'air interieur - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de conditionnement d'air. Le dispositif selon l'invention est pourvu d'au moins un ventilateur 1 générant un flux d'air à traiter, d'au moins une chambre d'entrée 2 du flux à traiter et d'au moins une chambre de sortie 3 de l'air traité sur laquelle se branche une gaine de soufflage 4 et de diffusion de l'air traité dans l'enceinte correspondante. Ce dispositif se caractérise essentiellement en ce qu'il comporte au moins un échangeur thermique 5 doté de plusieurs tubes 6 intérieurement lisses disposés dans un fluide caloriporteur et dans lesquels passe le flux d'air à traiter d'une chambre d'entrée 2 vers une chambre de sortie 3 et des moyens 7 de nettoyage des tubes 6 du ou des échangeurs 5 dans lesquels est traité le flux d'air.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de conditionnement d'air intérieur.

Le dispositif selon l'invention est plus particulièrement adapté à équiper des enceintes dans lesquelles doivent être maintenues, sous des conditions de propreté strictes, des caractéristiques physiques de l'air telles que température et hygrométrie ou autres.

Ces enceintes sont par exemple des haloirs de fromageries.

Les dispositifs connus dans l'art antérieur pour conditionner l'air intérieur de telles enceintes offrent de bons résultats quant aux performances thermiques mais exigent une grande dépense énergétique et des nettoyages très fréquents afin de répondre aux normes d'hygiène.

En effet, ces dispositifs connus comportent sur le flux d'air, généré par un ou plusieurs ventilateurs, des échangeurs thermiques chaud et froid du type batterie à ailettes qui ont tendance à retenir les poussières et donc à provoquer des accumulations de celles-ci.

Le nettoyage de ces dispositifs est fait manuellement en raison de nombreux angles morts, recoins et endroits inaccessibles formés par les replis de la tolerie de la carosserie contenant les composants du dispositif et par les ailettes des échangeurs.

Ce nettoyage doit être fréquent et reste cependant imparfait, ce qui n'est pas admissible vis à vis des normes de propreté imposées.

L'installation de filtres à poussières n' a pas apporté de meilleurs résultats car les dits filtres une fois saturés ne jouent plus leur rôle ou provoquent des pertes de charges trop importante.

Les dispositifs existant utilisent pour l'humidification de l'air un ensemble provoquant l'évaporation de l'eau à partir d'une cuve et un circuit amenant cette eau à la sortie du dispositif pour la saturation de l'air.

Ces ensembles d'humidification fonctionnent pratiquement en circuit fermé.

L'évaporation répétée de l'eau provoque à la longue une concentration et une pollution de celle-ci ce qui est tout à fait à proscrire sur ce type de dispositif de conditionnement d'air.

De plus, ces dispositifs présentent également un échangeur de réchauffage de l'eau d'humidification du flux d'air à diffuser et nécessitent donc une production simultanée de chaleur pour l'eau et de refroidissement pour l'air entrée.

Ces systèmes font appel à une grande quantité d'énergie.

La présente invention vise à pallier à ces inconvénients en proposant un dispositif de conditionnement d'air intérieur thermiquement très performant, fournissant un flux d'air traité propre et offrant une grande facilité de nettoyage.

A cet effet, le dispositif selon l'invention est pourvu d'au moins un ventilateur, d'au moins une chambre d'entrée d'air et d'au moins une chambre de sortie d'air sur laquelle se raccorde une gaine de soufflage de l'air traité et se caractérise essentiellement en ce qu'il comporte au moins un échangeur thermique doté de plusieurs tubes intérieurement lisses disposés dans un fluide caloriporteur et dans lesquels passe le flux d'air à traiter d'une chambre d'entrée vers une chambre de sortie et des moyens de nettoyage des tubes du ou des échangeurs dans lesquels est traité le flux d'air.

D'autres avantages et caractéristiques apparaitront dans la description d'une forme de réalisation préférentielle de l'invention illustrée à la figure annexée donnée à titre d'exemple non limitatif.

Le dispositif de conditionnement d'air intérieur selon l'invention est destiné à réguler la température et l'hygrométrie de l'air d'une enceinte close.

De façon connue, le dispositif selon l'invention est pourvu d'au moins un ventilateur 1 générant un flux d'air à traiter, c'est- -dire, à réchauffer ou à refroidir et à humidifier.

Préférentiellement, le ou les ventilateurs 1 du dispositif selon l'invention sont du type hélicoide et délivrent donc un flux d'air parallèle à leur axe de rotation.

Le moteur d'entrainement du type à énergie électrique de chaque ventilateur est disposé en dehors du flux d'air.

Le dispositif selon l'invention est doté d'au moins une chambre d'entrée 2 du flux d'air à traiter délivré par le ou les ventilateurs 1 et d'au moins une chambre de sortie 3 de l'air traité sur laquelle est destinée à se raccorder une gaine 4 de soufflage et de diffusion de l'air traité dans l'enceinte correspondante.

Afin de simplifier la description et non pas dans un but limitatif, le dispositif de conditionnement considéré ne comporte qu'un seul ventilateur 1, une seule chambre d'entree d'air 2, une chambre de sortie 3 et une gaine de soufflage 4.

Il va de soi que chacun des éléments ci-dessus cités peut varier en nombre de façon compatible par rapport aux autres sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.

Le dispositif de conditionnement d'air intérieur comporte au moins un échangeur thermique 5 doté de plusieurs tubes 6 intérieurement lisses disposés dans un fluide caloriporteur et dans lesquels passe l'air à traiter d'une chambre d'entrée 2 vers une chambre de sortie 3 et de moyens 7 permettant le nettoyage des tubes 6 du ou des échangeurs 5 dans lesquels est traité le flux d'air.

Préférentiellement, le dispositif selon l'invention est doté d'un seul échangeur 5 de refroidissement de l'air doté d'une pluralité de tubes 6 lisses.

Cet échangeur 5 a pour fonction le refroidissement du flux d'air généré par le ventilateur 1.

Les tubes 6 lisses dans lesquels passe l'air à traiter sont entourés d'un fluide caloriporteur et établissent la communication entre la chambre d'entrée 2 et la chambre de sortie 3 du dispositif de conditionnement.

Le fluide caloriporteur est constitué de préférence par de l'eau glacée sans que cela soit limitatif.

L'échangeur 5 est doté d'entrée d'alimentation en eau.

L'eau enveloppe les tubes 6 dans lesquels passe l'air à traiter et refroidit ce dernier.

L'échangeur 5 est constitué d'un container clos disposé entre la chambre d'entrée 2 et la chambre de sortie 3 dans lequel sont disposés des tubes 6 mettant en communication les dites chambres.

Le container est rempli d'eau glacée qui refroidit l'air passant dans les tubes 6.

I1 va de soi que cette eau glacée peut circuler en circuit fermé dans le but de contrôler son niveau de température.

Le nombre de tubes 6 et la dimension de ceux-ci définit la surface d'échange thermique entre l'air et le fluide caloriporteur.

Afin d'une part, d'éviter des accumulations de poussières et impuretés dans les tubes 6 de l'échangeur 5, les dits tubes ont une surface interne lisse et sont dépourvus sur leur longueur et leur surface d'angles saillants ou rentrants.

Selon une forme préférentielle de réalisation représentée à la figure jointe les tubes 6 sont rectilignes et sont de section circulaire.

Ainsi les impuretés pouvant être portées par l'air se déposent difficilement à l'intérieur des tubes 6 de l'échangeur 5, ceux-ci étant dépourvus de saillies sur leur surface interne et leur nettoyage est d'autant plus aise.

I1 va de soi que les dits tubes présentent une longueur suffisante pour offrir une bonne surface d'échange.

Suivant une autre forme de réalisation, les tubes 6 peuvent présenter une ou plusieurs courbes sur leur longueur d'un rayon suffisamment important pour éviter la formation de saillie ou d'obstacle sur leur surface interne.

D'autre part, afin également d'éviter des dépôts trop importants de poussière ou autres et de faciliter le nettoyage dans le dispositif selon l'invention, les chambres entrée 2 et de sortie 3 de l'air et l'échangeur 5 de refroidissement sont alignés sur une même ligne non brisée.

Suivant la forme préférentielle de réalisation évoquée ci-dessus et représentée à la figure jointe, les chambres 2 et 3 et l'échangeur 5 de refroidissement sont alignés sur- un même axe rectiligne et sont contenus de préférence dans un cylindre.

Les tubes 6 de l'échangeur 5 sont de préférence parallèles à l'axe d'alignement des chambres d'entrée 2 et de sortie 4.

La chambre d'entrée de l'air 2 de préférence de forme cylindrique est ouverte sur son extrémité et reçoit les pales du ventilateur 1.

L'axe de rotation de ce dernier est de préférence coaxial à l'axe de la dite chmabre d'entrée.

La chambre de sortie 3 de l'air traité, donc en aval de l'échangeur 5 de refroidissement est, également de forme cylindrique et est ouverte pour communiquer avec la gaine de soufflage 4 qui lui est connectée par exemple par emmanchement.

Autour de cette chambre de sortie 3 de l'air traité est disposé un échangeur 8 de réchauffement qui est en contact avec la paroi de la dite chambre et qui permet le réchauffement de l'air traité dans le cas où celui-ci aurait été trop refroidit en sortie du premier échangeur 5 et/ou dans le cas où la température de l'air de l'enceinte doit être augmentée.

De plus, dans la chambre de sortie 2 est montée au moins un humidificateur 9 de l'air sortant du dit premier échangeur
De préférence, cet ou ces humidificateurs 9 sont constitués par des atomiseurs qui pulvérisent l'eau sous forme de goutelettes très fines, ce qui favorise l'homogénéité de l'eau avec l'air.

Cet ou ces humidifications est ou sont alimentés par de l'eau sous pression de qualité alimentaire produite par une centrale de traitement indépendante.

La forme cylindrique des chambres d'entrée 2 et de sortie 3 et de l'échangeur 5, ainsi que leur alignement et la constitution de l'échangeur 5 à partir de tubes 6 par lesquels passe l'air évitent de grands dépôts d'impuretés et facilitent le nettoyage du dispositif par les moyens 7 dont il est doté.

Ces moyens 7 de nettoyage permettent le lavage des tubes 6 de l'échangeur 5 mais également des chambres d'entrée 2 et de sortie 3 et du ventilateur 1 et évite la pollution de l'air entourant le dispositif de conditionnement.

Ces moyens 7 de nettoyage comportent au moins une tête 10 d'injection de produits de lavage, un système de récupération et d'évacuation 11 des dits produits de lavage et un ensemble d'isolement du dispositif de conditionnement d'air par rapport à l'air ambiant de 1'enceinte.

Préférentiellement, au moins une tete 10 d'injection est placée dans la chambre d'entrée 2 et dans la chambre de sortie 3 afin d'opérer le lavage de l'une et de l'autre et des tubes 6 de l'échangeur 5 par lesquels passe le flux d'air à traiter.

Chaque chambre 2 et 3 comporte de préférence une seule tête 10 d'injection de produits constituée. Selon une forme de réalisation par une sphère creuse percée de plusieurs trous.

Avantageusement le dispositif est doté d'au moins une buse de lavage lOA disposée de l'autre côté de l'hélice du ventilateur 1 par rapport à la tête de lavage 10 située dans la chambre d'entrée afin que toutes les faces des pales de l'hélice du ventilateur soient lavées.

Les produits de lavage sont injectés dans les chambres sous pression et lavent donc celles-ci mais également l'hélice du ventilateur 1 contenu dans la chambre d'entrée 2 et surtout les tubes 6 de l'échangeur.

Le lavage met en oeuvre l'injection successive de produits lessiviels adaptés puis d'un produit de rinçage tel que l'eau, en quantité abondante.

Avantageusement de l'eau chaude peut être employée en tant que produit de lavage.

Durant le lavage le dispositif de conditionnement d'air est isolé par rapport à l'extérieur.

A cet effet, l'ensemble d'isolement comporte une partie obturatrice 12 de la chambre d'entrée 2 de l'air, et un dispositif d'obturation de la chambre de sortie.

La partie obturatrice 12 de la chambre d'entrée 2 du dispositif de conditionnement se place par emmanchement sur la dite chambre.

A cet effet, cette dernière et la partie obturatrice comportent chacune une portion conique 12A devant venir en contact l'une avec l'autre dans le but d'assurer le guidage lors de l'emmanchement et l'étanchéité de la connection sans employer de joint susceptible de retenir des impuretés.

La partie obturatrice 12 de l'ensemble d'isolement lorsqu'elle est à écartement de la chambre d'entrée 2 définit l'ouverture de la dite chambre d'entrée par laquelle se fait la prise d'air du ventilateur 1.

Cette partie obturatrice 12 peut être déplacée en translation vers l'ouverture de la chambre d'entrée 2 par tous moyens connus tels qu'un vérin (non représenté) et est guidée en translation par des glissières ou autres.

La dite partie obturatrice peut être vérrouillée sur la chambre d'entrée par tous moyens connus par exemple par le vérin d'entrainement en translation.

Le dispositif d'obturation de la chambre de sortie 3 mis en oeuvre lors de la phase de lavage est constitué selon une forme préférentielle de réalisation par la gaine 4 elle-meme qui est connectée sur la chambre de sortie 3.

De façon connue, la gaine 4 utilisée dans de tel dispositif de conditionnement d'air sont en tissu et l'air traité est diffusé à travers le tissu de la gaine.

Ces gaines sont souples et sont gonflées lorsqu'elles sont alimentées en air traité.

Ainsi lorsque la gaine 4 n'est pas alimentée en air traité, la chambre de sortie 3 est obturée par la dite gaine elle-meme qui s'affaisse sur la dite chambre.

A cet effet, la partie de la gaine venant obturer la chambre de sortie 3 est en une matière particulière ou bien est traitée pour résister aux produits de lavage utilisés à l'intérieur du dispositif de conditionnement.

Suivant une autre forme de réalisation du dispositif d'obturation de la chambre de sortie 3, le dit dispositif comporte une trappe articulée (non représentée) venant obturer la chambre de sortie 3 après déconnection de la gaine 4 de soufflage.

La déconnection de la dite gaine pouvant se faire automatiquement ou manuellement.

Un système de récupération et d'évacuation 11 des produits de lavage est prévu dans les moyens de nettoyage.

Ce système de récupération peut être constitué par un dispositif d'aspiration par pompage ou bien par un simple bac 14 dans lesquels les produits sont collectés et évacués par gravité.

On comprendra que les moyens de nettoyage 7 sont mis en oeuvre lorsque le flux d'air est interrompu.

Suivant une forme préférentielle de réalisation représentée à la figure jointe les chambres d'entrée 2 et de sortie 3 et l'échangeur 5 sont disposés en alignement verticalement, la chambre d'entrée étant disposée en partie inférieure.

Suivant cette forme de réalisation, les produits de lavage injectés par la tete de lavage 10 de la chambre de sortie 3 disposée en partie haute s'écoulent dans les tubes 6 de l'échangeur 5 par gravité.

Suivant cette forme de réalisation, les dits tubes de l'échangeur sont rectilignes et parallèles à l'axe d'alignement des chambres 2 et 3 afin de permettre un écoulement aisé des produits de lavage.

De plus, afin de faciliter l'introduction des dits produits de lavage dans les tubes 6 de l'échangeur 5 les dits tubes sur leur extrémité débouchant dans la chambre de sortie 3 peuvent avantageusement comporter un évasement.

Suivant cette forme de réalisation, la partie obturatrice 12 et le système de récupération 11 des produits de lavage sont constitués par une même pièce se présentant sous la forme d'un bac 14 dont la partie haute des bords est conique pour coopérer avec la partie conique de la chambre d'entrée 2.

Le fond de ce bac est doté d'une bonde d'évacuation des produits.

Cette bonde peut être obturée par tous moyens connus tels qu'une vanne manuelle pour des raisons expliquées plus avant.

Ces derniers sont collectés par le bac par gravité.

Les têtes de lavage lOA sont de préférence fixées sur le bac 14 et sont alimentées par des flexibles du fait de la mobilité du dit bac.

La paroi cylindrique des chambres d'entrée 2 et de sortie 3, les faces supérieure et inférieure de l'échangeur 5, la surface interne des tubes 6 du dit échangeur et l'hélice du ventilateur sont nettoyés par jets directs issus des têtes de lavage 10 et lOA ou bien par écoulement.

Sur la carosserie cylindrique des chambres d'entrée 2 et de sortie 3 et de l'échangeur 5 vient se fixer le support 15 du dispositif selon l'invention.

Au moins un montant du dit support peut servir de glissière de guidage à la partie obturatrice 12 de la chambre d'entrée 2.

Le moteur du ventilateur 1 peut également être fixé sur le support 15.

L'arbre d'entraînement de l'hélice du ventilateur 1 traverse le bac 14 et ce dernier est pourvu de joints assurant l'étanchéité entre le dispositif de conditionnement d'air et l'air ambiant lorsque le dit dispositif est isolé et le guidage de la translation du bac 14.

Suivant une autre forme de réalisation, le moteur du ventilateur 1 peut être placé dans l'échangeur 5 qui peut être doté d'un logement à cet effet pouvant etre fermé de façon hermétique.

Outre le fait que l'échangeur 5 par sa constitution à partir de tubes 6 permet d'éviter la rétention de poussières et facilite le nettoyage, cet échangeur a également un rôle d'humidification de l'air à traiter.

En effet, le flux d'air perd par condensation une partie de la vapeur d'eau qu'il contient en passant dans les tubes de l'échangeur.

Cette eau de condensation est toutefois entrainée dans la gaine de soufflage 4 par le flux de l'air.

De plus, en sortant des tubes les goutelettes d'eau de condensation sont pulvérisées, ce qui permet une meilleure réabsorption par l'air.

Avantageusement, le dispositif de conditionnement selon l'invention fonctionne de façon automatique ainsi que son lavage.

Le lavage est réalisé d'abord par les têtes de lavage 10 des chambres d'entrée 2 et de sortie 3 puis par les buses lOA disposées sous le ventilateur et ensuite par les têtes de lavage 10 à nouveau.

I1 peut être prévu une phase de trempage du dispositif de conditionnement d'air qui consiste après obturation du bac 14 à remplir le dispositif d'un produit lessiviel, à maintenir ce produit un certain temps à l'évacuer par l'ouverture du bac 14 puis à rincer l'ensemble par les têtes 10 et buses lOA de lavage.

Un ensemble de capteurs surveillent en permanence les seuils de niveaux, débits, pressions, température et humidité en envoyant des ordres à un automate assurant les fonctions de contrôle des procédures de mises en marche et d'arrêt, de régulation et de sécurité de fonctionnement et qui assure également la mise en marche des cycles de lavage ou de trempage évitant ainsi toutes interventions humaines.

Avantageusement, l'ensemble des éléments du dispositif sont en une matière résistant à la corrosion et de qualité alimentaire tel que l'acier inoxydable.

Le dispositif selon l'invention assure le conditionnement d'air intérieur avec peu de consommation d'énergie et offre une grande facilité de nettoyage dans le but de répondre aux critères de propreté.

Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et toutes variantes dans le domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de conditionnement d'air intérieur pourvu d'au moins un ventilateur (1) générant un flux d'air à traiter, d'au moins une chambre d'entrée (2) du flux à traiter et d'au moins une chambre de sortie (3) de l'air traité sur laquelle se branche une gaine de soufflage (4) et de diffusion de l'air traité dans l'enceinte correspondante, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un échangeur thermique (5) dote de plusieurs tubes (6) intérieurement lisses disposés dans un fluide caloriporteur et dans lesquels passe le flux d'air à traiter d'une chambre d'entrée (2) vers une chambre de sortie (3) et des moyens (7) de nettoyage des tubes (6) du ou des échangeurs (5) dans lesquels est traité le flux d'air.

2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les tubes (6) de l'échangeur (5) sont dépourvus sur leur surface interne et sur la longueur de celle-ci d'angles saillants ou rentrants.

3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les chambres d'entrée (2) et de sortie (3) et l'échangeur (5) sont alignés sur une même ligne non brisée et en ce que les tubes (6) de l'échangeur (5) sont rectilignes et parallèles à l'axe d'alignement des dites chambres et du dit échangeur.

4. Dispositif selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que les chambres d'entrée (2) et de sortie (3) et l'échangeur (5) sont disposés en alignement sur un même axe rectiligne.

5. Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que les chambres d'entrée (2) et de sortie (3) et l'échangeur (5) sont contenus dans un cylindre.

6. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de nettoyage (7) comportent au moins une tête (10) d'injection de produits de lavage, un système de récupération et d'évacuation (11) des dits produits de lavage et un ensemble d'isolement des chambres d'entrée (2) et de sortie (2) et de l'échangeur (5) par rapport à l'air ambiant lors du lavage.

7. Dispositif selon les revendications 1 et 6 caractérisé en ce que au moins une tête de lavage (10) est montée dans la chambre d'entrée (2) et dans la chambre de sortie (3) afin d'opérer le lavage de l'une et de l'autre et des tubes (6) de l'échangeur (5).

8. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les moyens de lavage (7) comportent au moins une buse (1ou) disposée de l'autre côté de l'hélice du ventilateur (1) par rapport à la tête de lavage (10) de la chambre d'entrée (2).

9. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'ensemble d'isolement des chambres d'entrée (2) et de sortie (3) et de l'échangeur (5) par rapport à l'air ambiant comporte une partie obturatrice (12) de la chambre d'entrée (2)

de l'air et un dispositif d'obturation (13) de la dite chambre

de sortie.

10. Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en

ce que la chambre d'entrée (2) et la partie obturatrice (12)

comporte chacune une portion conique (12 A) devant venir en

contact l'une avec l'autre.

11. Dipositif selon les revendications 1 et 4

caractérisé en ce que les chambres d'entrée (2) et de sortie (3)

et l'échangeur (5) sont disposés en alignement verticalement, la

dite chambre d'entrée étant disposée en partie inférieure.

12. Dispositif selon les revendications 1, 6, 8, 9 et

10 caractérisé en ce que la partie obturatrice (12) et le

système de récupération et d'évacuation (11) des produits de

lavage sont constitués par une même pièce formée d'un bac (14)

dans lequel les dits produits tombent par gravité.

13. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en

ce que les tubes (6) présentent sur leur extrémité débouchant

dans la chambre de sortie (3) un évasement afin de faciliter la

pénétration dans les dits tubes des produits de lavage.

14. Dispositif selon la revendication 1 doté dans la chambre de sortie (3) d'au moins un humidificateur (9)

caractérisé en ce que le ou les humidificateurs (9) sont

alimentés en eau de qualité alimentaire produite par une

centrale de traitement indépendante.