FR2656071A1 - Device for controlling the temperature of a room - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif destiné à assurer la régulation en température d'un local à l'aide d'un flux d'air, à une température donnée, pulsé dans celuici. The present invention relates to a device intended to regulate the temperature of a room using an air flow, at a given temperature, pulsed therein.
On sait que dans ce type d'installation, pour assurer un maximum de confort à l'utilisateur évoluant dans le local, il convient que la différence de température entre l'air pulsé et la température ambiante du local, ainsi que la vitesse de l'air pulsé dans celui-ci, soient aussi faibles que possible. We know that in this type of installation, to ensure maximum comfort for the user operating in the room, the temperature difference between the forced air and the room ambient temperature, as well as the speed of pulsed air in it, be as weak as possible.
Or, pour transporter, à faible vitesse, une masse d'air dont la température est proche de celle du local à conditionner et possédant néanmoins la quantité suffisante de calories, ou de frigories, pour maintenir la température voulue dans le local, les installations de conditionnement d'air doivent être pourvues de gaines d'alimentation de forte section, ce qui accroît de façon prohibitive à la fois leur encombrement et leur prix de revient. On a donc, pour ces raisons, réalisé un compromis entre, d'une part, les conditions de confort optimum pour l'utilisateur, et, d'autre part, l'encombrement et le prix de revient des gaines, en diminuant la section de celles-ci par rapport à leurs dimensions idéales, et en augmentant la vitesse de l'air soufflé dans les locaux à conditionner. I1 en résulte un certain nombre d'inconvénients. However, to transport, at low speed, a mass of air whose temperature is close to that of the room to be conditioned and which nevertheless has the sufficient quantity of calories, or of frigories, to maintain the desired temperature in the room, the air conditioning must be provided with supply ducts of large section, which prohibitively increases both their size and their cost. We have therefore, for these reasons, made a compromise between, on the one hand, the conditions of optimum comfort for the user, and, on the other hand, the size and the cost price of the ducts, by reducing the cross-section of these in relation to their ideal dimensions, and by increasing the speed of the air blown into the premises to be conditioned. I1 results in a number of drawbacks.
Un premier inconvénient provient de ce que, l'hiver, l'air pulsé, plus chaud que l'air ambiant, se dirige vers le plafond et, l'été, l'air pulsé, plus froid que l'air ambiant, se dirige vers le plancher du local. Or, un tel phénomène est d'autant plus important que la différence entre la température de l'air pulsé et celle du local est importante. A first drawback comes from the fact that, in winter, the forced air, warmer than the ambient air, goes towards the ceiling and, in summer, the forced air, cooler than the ambient air, becomes go to the floor of the room. However, such a phenomenon is all the more important as the difference between the temperature of the forced air and that of the room is important.
Cette différence de température dans les systèmes suivant l'art antérieur étant relativement importante, il en résulte donc été comme hiver, un mouvement permanent de l'air à l'intérieur du local qui, s'ajoutant à la vitesse de soufflage propre de cet air, est de nature à causer, par le courant d'air qu'il forme, une gêne pour l'utilisateur. Afin d'éviter que l'air pulsé par les bouches de soufflage ne se dirige trop facilement, l'hiver vers le plafond, et l'été vers le plancher, on a pourvu celles-ci d'ailettes dirigeant l'air soufflé dans une direction opposée à celle qu'il a tendance à prendre normalement, à savoir l'hiver vers le plancher et l'été vers le plafond.Si une telle disposition est de nature à réduire les pertes thermiques subies par l'air du local au contact du plancher et du plafond de celuici, elle contribue cependant, en créant des tourbillons, à accroître encore le courant d'air à l'intérieur de ce local.This difference in temperature in the systems according to the prior art being relatively large, it therefore results in summer and winter, a permanent movement of air inside the room which, adding to the own blowing speed of this air, is likely to cause, by the air flow it forms, discomfort for the user. In order to prevent the air blown by the blowing vents from going too easily, in winter towards the ceiling, and in summer towards the floor, we provided them with fins directing the blown air in a direction opposite to that which it tends to take normally, namely winter towards the floor and summer towards the ceiling. If such a provision is likely to reduce the heat losses undergone by the air from the room to the contact with the floor and the ceiling of this one, it however contributes, by creating vortices, to further increase the air flow inside this room.
D'autre part, cette disposition nécessite une inversion de la direction des ailettes, au moins deux fois par an, à savoir au moment du passage de la position de chauffage à celle de refroidissement et inversement, ce qui accroît la maintenance nécessaire à son bon fonctionnement.On the other hand, this arrangement requires an inversion of the direction of the fins, at least twice a year, namely at the time of the passage from the heating position to that of cooling and vice versa, which increases the maintenance necessary for its good operation.
D'autre part, il convient de préciser que le gradient de température existant entre le sol et le plafond du local, qui est d'autant plus important que la différence de température entre l'air soufflé et l'air ambiant est importante, est également de nature à causer une gêne à l'utilisateur. On the other hand, it should be specified that the temperature gradient existing between the floor and the ceiling of the room, which is all the more important as the temperature difference between the blown air and the ambient air is large, is also likely to cause discomfort to the user.
D'autre part, on sait que dans un local une partie du flux d'air pulsé est évacuée vers l'extérieur, par exemple par un dispositif d'aération dit VMC et/ou par des fuites d'air existant entre celui-ci et l'extérieur. Or, cet air évacué ne l'est pas avec un débit suffisant pour assurer un maintien du local à une pression voisine de la pression atmosphérique et, sous peine de voir celui-ci se trouver en état de surpression par rapport à l'atmosphère, il est nécessaire de prévoir des moyens d'extraction de cet air. Or, celui-ci contenant un nombre important de calories, ou de frigories, qui, sur le plan du bilan thermique, sont importantes à récupérer, on prévoit généralement de réunir les moyens d'extraction à la centrale d'air où cet air est traité, puis d'où il est renvoyé dans les locaux par des gaines de soufflage.Or, cette façon de procéder possède plusieurs inconvénients. On the other hand, we know that in a room part of the forced air flow is evacuated to the outside, for example by a ventilation device called VMC and / or by air leaks existing between it and the outside. However, this evacuated air is not evacuated with a sufficient flow rate to maintain the premises at a pressure close to atmospheric pressure and, under pain of seeing it be in a state of overpressure relative to the atmosphere, it is necessary to provide means for extracting this air. However, this one containing a significant number of calories, or of frigories, which, on the plan of the thermal balance, are important to recover, one generally plans to join together the means of extraction to the air plant where this air is treated, then from where it is returned to the premises by blowing ducts. However, this procedure has several disadvantages.
D'une part elle nécessite la mise en oeuvre de moyens d'aspiration, tels que des ventilateurs, ainsi que des gaines supplémentaires, ce qui accroît la complexité, l'encombrement et le coût de l'ensemble de l'installation. On the one hand, it requires the use of suction means, such as fans, as well as additional ducts, which increases the complexity, the bulk and the cost of the entire installation.
D'autre part, l'air extrait de chacun des locaux est renvoyé, après passage par la centrale, dans tous les autres locaux, ce qui, sur le plan hygiénique ou microbien, notamment lorsque ce type d'installation est mis en oeuvre dans des hôpitaux, des hôtels, ou des bureaux, présente des risques importants pour la santé des occupants des locaux concernés. On the other hand, the air extracted from each of the rooms is returned, after passing through the central unit, to all the other rooms, which, from a hygienic or microbial point of view, especially when this type of installation is implemented in hospitals, hotels or offices presents significant risks to the health of the occupants of the premises concerned.
Enfin, dans les installations existantes, une gaine principale reliée à la centrale alimente une série de bouches de soufflage disposées en parallèle le long de cette canalisation principale. Or, suivant la longueur de la gaine existant entre les bouches extrêmes amont et aval, la perte de charge entre celles-ci peut être importante, et ainsi les débits d'air soufflés dans les locaux correspondants peuvent être très différents. Finally, in existing installations, a main duct connected to the power plant supplies a series of air outlets arranged in parallel along this main pipeline. However, depending on the length of the sheath existing between the upstream and downstream end vents, the pressure drop between them can be significant, and thus the air flow rates blown into the corresponding premises can be very different.
On est ainsi conduit à augmenter la pression de l'air dans la gaine principale de telle façon que les bouches de soufflage aval reçoivent une pression suffisante, ce qui se traduit par l'existence d'une surpression au niveau des bouches de soufflage amont. I1 est donc nécessaire de faire chuter dans celles-ci la pression de soufflage de l'air, de telle façon que la vitesse de celui-ci sortant de ces bouches ne soit pas trop élevée, afin de ne pas causer de perturbations aux occupants des locaux concernés. Outre la perte d'énergie correspondant à la surpression à appliquer à la canalisation, ce dispositif présente l'inconvénient de générer des vibrations et des sifflements au niveau des moyens destinés à faire chuter la pression en amont de la bouche de soufflage. This leads to increasing the air pressure in the main duct so that the downstream air outlets receive sufficient pressure, which results in the existence of an overpressure at the upstream air outlets. It is therefore necessary to cause the air blowing pressure to drop therein, so that the speed of the air leaving these vents is not too high, so as not to cause disturbance to the occupants of the premises concerned. In addition to the loss of energy corresponding to the overpressure to be applied to the pipeline, this device has the drawback of generating vibrations and whistling at the level of the means intended to drop the pressure upstream of the blowing mouth.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un dispositif permettant, d'une part de réduire la vitesse de sortie de l'air soufflé dans le local à conditionner et de diminuer, d'autre part, l'écart de température existant entre l'air soufflé et la température de la pièce. The object of the present invention is to avoid these drawbacks by proposing a device making it possible, on the one hand to reduce the speed of exit of the air blown into the room to be conditioned and to reduce, on the other hand, the difference in temperature between the supply air and the room temperature.
La présente invention a également pour but un moyen permettant de diminuer la dimension des gaines véhiculant le flux d'air soufflé par la centrale et en conséquence l'encombrement et le prix de revient des installations de conditionnement d'air. Another object of the present invention is also a means making it possible to reduce the size of the ducts conveying the flow of air blown by the power station and consequently the size and the cost price of the air conditioning installations.
La présente invention permet par rapport à l'art antérieur, dans le cas où le prélèvement du premier flux d'air est effectué dans le local, tout en fournissant une quantité égale de calories ou de frigories dans le local à conditionner, de diminuer l'écart de température entre l'air soufflé dans le local et l'air ambiant de celui-ci, puisque l'air provenant de la centrale, en se mélangeant à l'air extrait du local, baisse en température, sans que pour autant la quantité de calories ou de frigories qu'il apporte au local ne diminue puisque la totalité de l'air mélangé est pulsée dans le local. The present invention allows compared to the prior art, in the case where the sampling of the first air flow is carried out in the room, while providing an equal amount of calories or frigories in the room to be conditioned, to reduce the temperature difference between the air blown into the room and the ambient air of the latter, since the air coming from the power plant, by mixing with the air extracted from the room, drops in temperature, without necessarily the amount of calories or frigories it brings to the room does not decrease since all of the mixed air is blown into the room.
La présente invention permet également de faire appel à un flux d'air en provenance de la centrale qui soit, à nombre de calories/frigories fournies égal, inférieur à celui des dispositifs de la technique antérieure. The present invention also makes it possible to use an air flow coming from the power station which is, at the same number of calories / frigories supplied, lower than that of the devices of the prior art.
En effet puisque la présente invention permet, à nombre de calories/frigories fournies égal, de réduire l'écart entre la température de l'air soufflé dans le local et la température de ce dernier, il est possible en augmentant la température de l'air fourni par la centrale de diminuer le débit d'air nécessaire et donc la section de la gaine d'alimentation. Indeed, since the present invention makes it possible, with the same number of calories / frigories supplied, to reduce the difference between the temperature of the air blown into the room and the temperature of the latter, it is possible by increasing the temperature of the air supplied by the central unit to reduce the air flow required and therefore the section of the supply duct.
La présente invention permet de plus, dans certains cas, d'autoriser la suppression pure et simple des moyens d'extraction prévus dans les installations d'air conditionné, destinés à empêcher le local de se trouver en surpression par rapport à l'extérieur, suite au soufflage de l'air dans celui-ci. The present invention also makes it possible, in certain cases, to authorize the outright elimination of the extraction means provided in the air conditioning installations, intended to prevent the premises from being overpressured relative to the outside, following the blowing of air into it.
Dans une variante intéressante de l'invention le prélèvement de l'air dans le local est obtenu par un élément convergent apte à créer une dépression à sa sortie permettant d'aspirer, par une canalisation reliant celle-ci par exemple au local à conditionner, un pourcentage d'air donné, de mélanger cet air avec l'air provenant de la centrale, et de pulser l'ensemble dans le local à conditionner. In an advantageous variant of the invention, the sampling of the air in the room is obtained by a convergent element capable of creating a depression at its outlet making it possible to vacuum, by a pipe connecting the latter for example to the room to be conditioned, a given percentage of air, to mix this air with the air coming from the power plant, and to pulsate the whole in the room to be conditioned.
On décrira ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel
Les figures 1 et 2 représentent, en coupe horizontale et longitudinale, deux variantes de mise en oeuvre de la présente invention.Various embodiments of the present invention will be described below, by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawing in which
Figures 1 and 2 show, in horizontal and longitudinal section, two alternative embodiments of the present invention.
Les figures 3 à 5 et 8 et 9 représentent, en coupe horizontale et longitudinale partielle, plusieurs modes de mise en oeuvre de la variante de réalisation représentée sur la figure 2. FIGS. 3 to 5 and 8 and 9 show, in partial horizontal and longitudinal section, several embodiments of the variant embodiment shown in FIG. 2.
La figure 6 est une vue, en coupe longitudinale partielle, d'un dispositif suivant la technique antérieure. Figure 6 is a view, in partial longitudinal section, of a device according to the prior art.
La figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une forme particulière de mise en oeuvre de l'invention. Figure 7 is a longitudinal sectional view of a particular embodiment of the invention.
Les figures 8 et 9 représentent, en coupe horizontale et longitudinale partielle, plusieurs modes de mise en oeuvre de la variante de réalisation représentée sur la figure 2. FIGS. 8 and 9 show, in partial horizontal and longitudinal section, several embodiments of the variant embodiment shown in FIG. 2.
La figure 10 est une vue en coupe horizontale et longitudinale d'une variante regroupant les moyens représentés sur les figures 1 et 2. FIG. 10 is a view in horizontal and longitudinal section of a variant grouping together the means shown in FIGS. 1 and 2.
La figure 11 est une vue en coupe horizontale d'une série de locaux dont la température est régulée par une variante d'un dispositif suivant l'invention. Figure 11 is a horizontal sectional view of a series of premises whose temperature is regulated by a variant of a device according to the invention.
Le dispositif de conditionnement d'air représenté sur la figure 1 comporte une gaine 1 dont une extrémité est reliée à une centrale d'air (non représentée sur le dessin) et dont l'extrémité opposée débouche dans une bouche de soufflage 5 disposée à la partie supérieure d'une cloison 7 délimitant un local 9 que l'on souhaite maintenir à une température constante T. Une bouche de reprise 11 est prévue, par exemple sur la même cloison 7, cette bouche de reprise étant reliée, par une gaine de reprise 13, au côté aspiration d'un ventilateur 15, le côté soufflage de ce dernier débouchant dans la gaine d'alimentation 1. The air conditioning device shown in FIG. 1 comprises a sheath 1, one end of which is connected to an air unit (not shown in the drawing) and the opposite end of which opens into a blowing mouth 5 disposed at the upper part of a partition 7 delimiting a room 9 which it is desired to maintain at a constant temperature T. A return mouth 11 is provided, for example on the same partition 7, this return mouth being connected, by a sheath of return 13, on the suction side of a fan 15, the blowing side of the latter opening into the supply duct 1.
Pour entretenir une température T constante à l'intérieur du local 9, on souffle dans celui-ci, par la bouche de soufflage 5, un flux d'air q5 à une température T. Ce flux d'air est constitué d'une part d'un flux ql prélevé par le ventilateur 15 à l'intérieur du local 9, et donc à une température T et, d'autre part, d'un flux q c à une température Tc provenant de la centrale.Le taux d'induction T qui est, par définition, le rapport du flux d'air ql prélevé à l'intérieur du local 9 sur le flux total q5 soufflé par la bouche de sortie 5 dans le local 9, et que l'on peut régler en faisant varier la vitesse de rotation du ventilateur 15, permet d'adapter le dispositif aux différentes conditions de travail souhaitées. To maintain a constant temperature T inside the room 9, an air flow q5 is blown into it through the blowing mouth 5 at a temperature T. This air flow consists on the one hand a flow ql taken by the fan 15 inside the room 9, and therefore at a temperature T and, on the other hand, a flow qc at a temperature Tc coming from the power station. T which is, by definition, the ratio of the air flow ql sampled inside room 9 to the total flow q5 blown by outlet outlet 5 in room 9, and which can be adjusted by varying the speed of rotation of the fan 15 makes it possible to adapt the device to the various desired working conditions.
Ainsi par exemple, si, compte tenu de ses dimensions et des conditions de température extérieure, le local 9, nécessite, dans le dispositif suivant la technique antérieure, pour être maintenu à une température constante
T de 200C un flux d'air à 500C de 214m3/heure, l'air à 500C ainsi soufflé dans le local 9 présentera un écart de température de 300C avec la température ambiante de 200C dudit local.Thus for example, if, taking into account its dimensions and the outside temperature conditions, the room 9 requires, in the device according to the prior art, to be maintained at a constant temperature
T of 200C an air flow at 500C of 214m3 / hour, the air at 500C thus blown into room 9 will have a temperature difference of 300C with the ambient temperature of 200C of said room.
Suivant l'invention, et en choisissant un coefficient d'induction T de 0,5, c'est-à-dire que le flux d'air qs soufflé dans le local est composé de 50% d'air provenant de la centrale et de 50% d'air prélevé dans le local, on souffle ainsi dans celui-ci de l'air provenant du mélange d'un flux qc de 214m3/h à 500C et d'un flux qc de 214m3/h à 200C, soit un flux q5 de 428m3/h d'air à 350C. On constate ainsi que l'écart de température entre l'air soufflé dans le local 9 et l'air ambiant de celui-ci est de 150C, soit deux fois moins important que dans les systèmes de la technique antérieure. According to the invention, and by choosing an induction coefficient T of 0.5, that is to say that the air flow qs blown into the room is composed of 50% of air coming from the power plant and of 50% of air taken from the room, air is blown into it from the mixture of a flow qc of 214m3 / h at 500C and a flow qc of 214m3 / h at 200C, i.e. a q5 flow of 428m3 / h of air at 350C. It is thus found that the temperature difference between the air blown into the room 9 and the ambient air thereof is 150C, which is two times less than in the systems of the prior art.
On pourrait bien entendu modifier, en fonction des cas particuliers propres à une installation donnée, le taux d'induction P, Ainsi si l'on souhaite encore diminuer l'écart de température entre l'air soufflé dans le local et l'air ambiant de celui-ci, on augmentera le taux d'induction < .Par exemple, avec un taux d'induction t de 0,65, c'est-à-dire en prélevant dans le local 9,65% du flux qs, on prélève dans ce dernier 428m3/h d'air à 200C que l'on mélange à 214m3/h d'air à 500C provenant de la centrale, de façon à souffler dans le local 9 un flux d'air qs de 642m3/h d'air à 300C.La température de l'air soufflé dans le local 9 ne dépasse donc plus la température ambiante de celui-ci que de 130C. We could of course modify, depending on the specific cases specific to a given installation, the induction rate P, so if we still want to reduce the temperature difference between the air blown into the room and the ambient air of this, we will increase the induction rate <. For example, with an induction rate t of 0.65, that is to say by taking from the local 9.65% of the flow qs, we draws from this latter 428m3 / h of air at 200C which is mixed with 214m3 / h of air at 500C coming from the power station, so as to blow into room 9 an air flow qs of 642m3 / h d air at 300C. The temperature of the air blown into room 9 therefore only exceeds its ambient temperature by 130C.
La présente invention permet également de faire appel à un flux d'air en provenance de la centrale qui soit, à nombre de calories/frigories fournies égal, inférieur à celui des dispositifs de la technique antérieure. The present invention also makes it possible to use an air flow coming from the power station which is, at the same number of calories / frigories supplied, lower than that of the devices of the prior art.
Ainsi, au lieu de souffler 214m3/h à 500C, la centrale peut fournir 134m3/h d'air à 80OC ce qui représente une même quantité de calories fournies au local. En utilisant par exemple un coefficient d'induction 9 de 0,60 ce qui correspond à un prélèvement dans le local 9 de 60% du flux q5 soufflé dans celui-ci, le flux qs se décompose comme vu précédemment, en d'une part 134m3/h d'air à 800C fournis par la centrale et d'autre part 200m3/h d'air à 200C prélevés dans le local 9, ce qui correspond à un flux d'air global qs de 334m3/h d'air à 440C. Thus, instead of blowing 214m3 / h at 500C, the power plant can supply 134m3 / h of air at 80OC which represents the same amount of calories supplied to the room. By using for example an induction coefficient 9 of 0.60 which corresponds to a sampling in room 9 of 60% of the flow q5 blown into it, the flow qs is broken down as seen above, on the one hand 134m3 / h of air at 800C supplied by the power plant and on the other hand 200m3 / h of air at 200C taken from room 9, which corresponds to an overall air flow qs of 334m3 / h of air at 440C.
On constate qu'il est ainsi possible, tout en réduisant de 60C l'écart de température entre l'air soufflé dans le local et la température de celui-ci, de réduire également de 38% le débit qc fourni par la centrale ce qui permet d'une part de réduire la section des gaines d'alimentation de 38% et donc de diminuer l'encombrement et de réduire les coûts de l'installation et d'autre part d'utiliser des centrales pourvues de ventilateurs moins puissants, donc moins coûteux à l'achat et en consommation électrique. It can be seen that it is thus possible, while reducing the temperature difference between the air blown into the room and the temperature of the room by 60C, to also reduce the flow rate qc supplied by the central unit by 38%, which allows on the one hand to reduce the section of the supply ducts by 38% and therefore to reduce the space requirement and reduce the costs of the installation and on the other hand to use power stations provided with less powerful fans, therefore less expensive to purchase and in electrical consumption.
La présente invention est également utilisable en mode refroidissement, c'est-à-dire en été, pour maintenir un local 9 à une température constante T, en soufflant dans celui-ci de l'air provenant d'une centrale de conditionnement d'air à une température au-dessous de la température ambiante du local. On sait qu'avec un dispositif suivant la technique antérieure, tel que décrit sur la figure 6, pour maintenir un local 9 à une température T = 250C par une température extérieure de 320C, on devra souffler dans celuici de l'air à 16 C avec un flux de 214m3/h. Or la quantité de frigories ainsi apportée n'est pas suffisante, et on ne peut descendre plus bas la température de l'air soufflé sous peine de créer une gêne pour l'occupant.On est donc conduit à augmenter la section des gaines utilisées, dans un rapport de 2 à 3, ce qui rend parfois impossible le passage de ces gaines dans les faux-plafonds. Suivant le dispositif de la figure 1, on peut pulser dans la gaine 1, calorifugée pour empêcher les phénomènes de condensation à la surface de celle-ci, 214m3/h d'air à 80C, ce qui fournit une quantité de frigories double de la précédente, à laquelle on mélange (avec un coefficient d'induction de 60%) 321m3/h d'air à 250C prélevés dans le local de façon à souffler dans celui-ci 535m3/h d'air à 18,20C. The present invention can also be used in cooling mode, that is to say in summer, to maintain a room 9 at a constant temperature T, by blowing in it air coming from a central packing plant. air at a temperature below the ambient room temperature. We know that with a device according to the prior art, as described in FIG. 6, to maintain a room 9 at a temperature T = 250C by an outside temperature of 320C, we will have to blow air at 16 C with a flow of 214m3 / h. However, the quantity of frigories thus provided is not sufficient, and the temperature of the blown air cannot be lowered at the risk of creating discomfort for the occupant. We are therefore led to increase the section of the ducts used, in a ratio of 2 to 3, which sometimes makes it impossible for these ducts to pass through false ceilings. According to the device of Figure 1, one can pulsate in the sheath 1, insulated to prevent the phenomena of condensation on the surface thereof, 214m3 / h of air at 80C, which provides a quantity of frigories double the previous, to which we mix (with an induction coefficient of 60%) 321m3 / h of air at 250C taken from the room so as to blow into it 535m3 / h of air at 18.20C.
On constate ainsi que l'induction, non seulement permet de fournir au local 9 la quantité de frigories nécessaires pour assurer sa régulation en température sans nécessiter une augmentation de la section des gaines d'alimentation 1, mais permet également de souffler dans celui-ci de l'air se rapprochant davantage de sa température ambiante, ce qui procure à l'utilisateur un meilleur confort. It can thus be seen that the induction not only makes it possible to supply the room 9 with the quantity of frigories necessary to ensure its temperature regulation without requiring an increase in the cross section of the supply ducts 1, but also makes it possible to blow therein. air closer to its ambient temperature, which provides the user with better comfort.
On notera qu'avec une installation suivant l'art antérieur, pour fournir le même nombre de frigories au local, dans les mêmes conditions de confort, on aurait dû pulser dans celui-ci un flux de 535m3/h d'air à 18,20C.It will be noted that with an installation according to the prior art, to supply the same number of frigories to the room, under the same conditions of comfort, one should have pulsed therein a flow of 535m3 / h of air at 18, 20C.
Sur la figure 2 l'extrémité aval d'une gaine d'alimentation 1 reliée à la centrale, se termine par un élément convergent 21, constitué d'un tube tronconique dont la section de passage diminue d'amont en aval, débouchant dans une gaine 1' de plus grand diamètre que la gaine 1 et qui est reliée à une bouche de soufflage 5 disposée dans une cloison 7 d'un local 9. Une bouche de reprise Il est reliée par une gaine de reprise 13 à la gaine 1' et débouche dans celle-ci en aval de l'élément convergent 21. Dans ces conditions lorsqu'un flux d'air qc est pulsé par l'élément divergent 21 dans la gaine 1', une dépression se forme à la sortie de l'élément divergent 21 qui crée une aspiration permettant l'admission d'un flux d'air ql par la gaine 13. In FIG. 2, the downstream end of a supply sheath 1 connected to the central unit, ends with a converging element 21, consisting of a frustoconical tube, the passage section of which decreases from upstream to downstream, opening into a sheath 1 'of larger diameter than the sheath 1 and which is connected to a blowing mouth 5 disposed in a partition 7 of a room 9. A return mouth It is connected by a recovery sheath 13 to the sheath 1' and opens into it downstream of the converging element 21. Under these conditions when a flow of air qc is pulsed by the diverging element 21 in the sheath 1 ', a vacuum is formed at the outlet of the divergent element 21 which creates a suction allowing the admission of an air flow ql through the sheath 13.
Dans ces conditions le taux d'induction T est ici réglé d'une part par la pression de l'air provenant de la centrale et pulsé dans la gaine I, et d'autre part par la conicité de l'élément convergent 21.Under these conditions, the induction rate T is here regulated on the one hand by the pressure of the air coming from the power station and pulsed in the sheath I, and on the other hand by the taper of the converging element 21.
Comme représenté sur la figure 3, et pour simplifier la phase d'installation du dispositif suivant l'invention, on a regroupé dans un même boîtier 30 les bouches de soufflage 5 et de reprise 11, ces bouches étant séparées par une paroi 32 - de façon à constituer deux canalisations distinctes. As shown in FIG. 3, and to simplify the installation phase of the device according to the invention, the blowing 5 and return 11 outlets are grouped together in the same housing 30, these outlets being separated by a wall 32 - from so as to constitute two separate pipes.
L'arrivée du flux d'air qc provenant de la centrale se fait par une tubulure cylindrique 34 prévue à la base du boîtier 30 dans laquelle vient prendre place l'extrémité aval de la gaine 1 pourvue d'un élément convergent en forme de tronc de cône 21.The arrival of the air flow qc from the central unit is done by a cylindrical tube 34 provided at the base of the housing 30 in which takes place the downstream end of the sheath 1 provided with a converging element in the form of a trunk of cone 21.
Sur la figure 4 on a représenté un ensemble composé d'un élément tubulaire 40 sur une extrémité duquel vient se raccorder une gaine 1 (en pointillés) reliée à la centrale d'air, et dont l'autre extrémité est raccordée à une autre gaine (en pointillés) reliée à une bouche de soufflage, non représentée sur le dessin. Un échangeur 42 cylindrique est disposé à l'entrée de l'élément tubulaire 40. L'échangeur 42 est alimenté en fluide caloporteur par deux canalisations 44 et 46. Cet échangeur est suivi d'un élément convergent 21 en aval duquel débouche un tube cylindrique 48 sur lequel vient se raccorder une gaine de reprise 13 (représentée en pointillés) reliée à une bouche d'aspiration, non représentée sur le dessin. In Figure 4 there is shown an assembly consisting of a tubular element 40 on one end of which is connected a sheath 1 (dotted) connected to the air unit, and the other end of which is connected to another sheath (dotted line) connected to a blowing mouth, not shown in the drawing. A cylindrical exchanger 42 is disposed at the inlet of the tubular element 40. The exchanger 42 is supplied with heat transfer fluid by two pipes 44 and 46. This exchanger is followed by a convergent element 21 downstream of which opens a cylindrical tube 48 to which is connected a recovery sheath 13 (shown in dotted lines) connected to a suction mouth, not shown in the drawing.
Cette disposition permet, dans le cas où la centrale d'air se trouve éloignée des locaux à conditionner, de limiter les pertes thermiques au niveau des gaines d'alimentation en diminuant l'écart entre la température du flux d'air transporté par ces gaines et l'air ambiant. Chaque échangeur 42 fournit donc à l'air provenant de la centrale les calories, ou les frigories, dont il a besoin pour se trouver à la température de soufflage souhaitée, dépendant des différents autres paramètres de l'installation. This arrangement makes it possible, in the case where the central air unit is far from the premises to be conditioned, to limit the heat losses at the supply ducts by reducing the difference between the temperature of the air flow transported by these ducts and the ambient air. Each exchanger 42 therefore supplies the air coming from the plant with the calories, or the frigories, which it needs to be at the desired blowing temperature, depending on the various other parameters of the installation.
Sur la figure 5 on a remplacé l'échangeur 42 de la figure 4 par un système de contrôle de débit de l'air pulsé par la centrale. Ce système se compose de deux capteurs différentiels 50,52 disposés respectivement en amont et en aval d'un élément convergent 21 de façon à bénéficier de la perte de charge créée par celui-ci et nécessaire à ce type de mesure, d'un papillon 54, mobile en rotation autour d'un axe 56, permettant d'obturer plus ou moins l'élément tubulaire 40 suivant sa position angulaire, et des moyens d'asservissement 58 aptes à commander le papillon 54 en fonction des mesures des capteurs 50 et 52 et des conditions de fonctionnement définies par l'utilisateur. Suivant l'invention on utilise la perte de charge créée par l'élément convergent 21 pour réaliser la mesure, et on supprime de ce fait les éléments, tels que les croisillons, de la technique antérieure. In FIG. 5, the exchanger 42 of FIG. 4 has been replaced by a system for controlling the flow of air blown by the power station. This system consists of two differential sensors 50,52 respectively disposed upstream and downstream of a converging element 21 so as to benefit from the pressure drop created by it and necessary for this type of measurement, of a butterfly 54, movable in rotation about an axis 56, making it possible to close more or less the tubular element 40 according to its angular position, and servo means 58 capable of controlling the throttle valve 54 according to the measurements of the sensors 50 and 52 and user-defined operating conditions. According to the invention, the pressure drop created by the converging element 21 is used to carry out the measurement, and the elements, such as the braces, of the prior art are therefore eliminated.
Comme montré sur la figure 6 une installation suivant la technique antérieure comprend une gaine principale 1 de forte section qui alimente une série de locaux 9 comportant chacun une bouche de soufflage 5 réunie à la gaine principale 1 par une gaine 1', ces gaines 1' étant montées en parallèle les unes par rapport aux autres sur la gaine principale 1. On sait que dans une installation classique de ce type il existe une perte de charge, entre la bouche de soufflage 5 située le plus en amont et celle située le plus en aval 5' qui, dans le cas d'une gaine de grande longueur, peut être importante. As shown in FIG. 6, an installation according to the prior art comprises a main sheath 1 of large section which feeds a series of premises 9 each comprising a blowing mouth 5 joined to the main sheath 1 by a sheath 1 ', these sheaths 1' being mounted in parallel with each other on the main sheath 1. It is known that in a conventional installation of this type there is a pressure drop, between the blowing mouth 5 located furthest upstream and that located furthest downstream 5 'which, in the case of a very long sheath, can be significant.
Ainsi dans le cas de la forme de réalisation représentée sur la figure 6, en admettant que la distance d séparant les bouches de soufflage amont 5 et aval 5' soit d'environ 50 mètres on peut prendre en compte une perte de charge moyenne de l'ordre de 50 pascals. En réglant la pression dans la gaine principale 1 pour que la pression de la bouche aval 5' ait une pression suffisante, estimée à 20 pascals, la pression au niveau de la bouche de soufflage amont 5 est dès lors de 70 pascals.Dans ces conditions si la bouche aval 5' est calculée pour fournir un flux d'air de 100m3/h, le débit fourni par la bouche de soufflage amont sera dès lors de
soit 187m3/h. L'augmentation de débit de la bouche de soufflage amont 5 est ainsi de 87% et on voit dans ces conditions que les moyens sà mettre en oeuvre pour ramener ce débit au niveau de celui de la bouche de soufflage aval 5' seront relativement importants puisque le débit doit être sensiblement divisé par deux.Thus in the case of the embodiment shown in Figure 6, assuming that the distance d separating the upstream 5 and downstream 5 'air outlets is approximately 50 meters, we can take into account an average pressure drop of l 'order of 50 pascals. By adjusting the pressure in the main duct 1 so that the pressure of the downstream mouth 5 'has sufficient pressure, estimated at 20 pascals, the pressure at the level of the upstream blowing mouth 5 is therefore 70 pascals. if the 5 'downstream outlet is calculated to provide an air flow of 100m3 / h, the flow rate supplied by the upstream blowing outlet will therefore be
or 187m3 / h. The increase in flow rate of the upstream blowing mouth 5 is thus 87% and it can be seen under these conditions that the means to be used to reduce this flow rate to that of the downstream blowing mouth 5 ′ will be relatively large since the flow must be substantially halved.
Sur la figure 7 qui représente une installation de même type, mais mise en oeuvre suivant la présente invention, une série de dispositifs tels que ceux représentés sur les figures 1 à 5, précédemment décrits, sont disposés en parallèle sur cette canalisation principale 1 de façon à souffler dans une série de locaux 9 un flux d'air qs. Comme précédemment on admettra que la perte de charge existant entre les gaines d'alimentation amont 1' et aval 1" est de 50 pascals. Dans ces conditions pour obtenir au niveau de l'élément convergent aval un débit d'environ 100m3/h la pression dans celui-ci doit être de 300 pascals, cette même pression au niveau de l'élément convergent amont doit en conséquence être de 350 pascals. Le débit fourni par celui-ci est dès lors
soit 108m3/h. In FIG. 7 which represents an installation of the same type, but implemented according to the present invention, a series of devices such as those represented in FIGS. 1 to 5, previously described, are arranged in parallel on this main pipe 1 so to blow in a series of premises 9 an air flow qs. As before, it will be assumed that the pressure drop existing between the upstream supply ducts 1 'and downstream 1 "is 50 pascals. Under these conditions, to obtain at the level of the downstream converging element a flow rate of approximately 100m3 / h pressure in this must be 300 pascals, this same pressure at the level of the upstream convergent element must consequently be 350 pascals. The flow rate provided by this is therefore
or 108m3 / h.
On constate ainsi que le dispositif suivant l'invention joue un rôle autorégulateur de débit, puisque le taux d'accroissement de débit dû à la même perte de charge, qui était de 87% dans une installation suivant la technique antérieure passe à une valeur de 8% dans une installation suivant l'invention. Cette difference serait encore plus marquée dans le cas d'une gaine d'alimentation plus longue et présentant donc une perte de charge plus élevée. Ainsi dans le cas d'une perte de charge entre les bouches extrêmes amont et aval de 100 pascals, les taux d'accroissement du débit soufflé par la bouche amont par rapport à celui de la bouche aval sont respectivement de 144% pour les dispositifs suivant l'art antérieur et de 15% pour les dispositifs suivant l'invention. It is thus found that the device according to the invention plays a self-regulating role of flow, since the rate of increase in flow rate due to the same pressure drop, which was 87% in an installation according to the prior art passes to a value of 8% in an installation according to the invention. This difference would be even more marked in the case of a longer supply sheath and therefore having a higher pressure drop. Thus, in the case of a pressure drop between the upstream and downstream outlets of 100 pascals, the rates of increase of the flow rate blown by the upstream mouth compared to that of the downstream mouth are respectively 144% for the following devices the prior art and 15% for the devices according to the invention.
On pourrait bien entendu, comme représenté sur la figure 8, utiliser un élément convergent composé de troncs de cônes coaxiaux extérieur 21 et intérieur 21' liés ensemble par des entretoises longitudinales 22. Cette disposition permet d'une part de limiter les turbulences et donc le niveau sonore du flux d'air et d'autre part d'augmenter la vitesse du flux d'air en périphérie, c'est-à-dire dans la zone de soufflage comprise entre les deux troncs de cônes coaxiaux ce qui a pour effet d'augmenter le coefficient d'induction t. Autrement dit cette disposition permet, soit à niveau sonore égal et à énergie consommée égale, d'augmenter le coefficient d'induction 9 , soit à coefficient d'induction égal de diminuer le niveau sonore et l'énergie consommée. One could of course, as shown in FIG. 8, use a converging element composed of trunks of coaxial cones outside 21 and inside 21 ′ linked together by longitudinal spacers 22. This arrangement makes it possible on the one hand to limit turbulence and therefore the noise level of the air flow and on the other hand to increase the speed of the air flow at the periphery, that is to say in the blowing zone comprised between the two trunks of coaxial cones which has the effect increase the induction coefficient t. In other words, this arrangement makes it possible, either at an equal sound level and at an equal consumed energy, to increase the induction coefficient 9, or at an equal induction coefficient to decrease the sound level and the energy consumed.
Comme montré sur la figure 9, l'élément convergent 21 peut être constitué d'un tronc de cône excentré, c'est-à-dire dont l'axe zz' de l'orifice de sortie 60 est décalé latéralement d'une valeur a par rapport à l'axe longitudinal yy' de la gaine d'alimentation 1. Ce tronc de cône est solidaire d'une paroi cylindrique 62 d'axe yy' s'ajustant à l'intérieur de la gaine 1. Cette disposition permet, en faisant tourner le tronc de cône autour de sa paroi cylindrique d'axe yy'de faire varier le taux d'induction f en éloignant plus ou moins le jet d'air pulsé par l'élément convergent 21 de la sortie de la gaine de reprise 13. As shown in FIG. 9, the converging element 21 can consist of an eccentric truncated cone, that is to say of which the axis zz 'of the outlet orifice 60 is offset laterally by a value a relative to the longitudinal axis yy 'of the supply sheath 1. This truncated cone is integral with a cylindrical wall 62 of axis yy' fitting inside the sheath 1. This arrangement allows , by rotating the truncated cone around its cylindrical wall with axis yy'de to vary the induction rate f by moving more or less the jet of air pulsed by the converging element 21 from the outlet of the sheath recovery 13.
On pourrait bien entendu, comme montré sur la figure 10, combiner deux moyens producteurs d'induction. Ainsi on peut mettre en oeuvre à la fois un élément convergent 21 disposé dans une gaine 1' reliée à une gaine principale 1 amenant l'air de la centrale, et à une bouche de -soufflage 5, et un ventilateur 15 disposé dans une gaine de reprise 13 reliée à une bouche de reprise 11. Le présent dispositif permet de réaliser une induction T moyenne à l'aide de l'élément convergent 21 et de réaliser le pilotage, c'est-àdire l'ajustement de l'induction t , à l'aide, par exemple de moyens automatisés, en faisant tourner plus ou moins vite le ventilateur 15 selon le taux d'induction 9 désiré. One could of course, as shown in FIG. 10, combine two means producing induction. Thus, it is possible to use both a converging element 21 disposed in a duct 1 'connected to a main duct 1 bringing the air from the power station, and to a blowing mouth 5, and a fan 15 arranged in a duct. return 13 connected to a return mouth 11. The present device makes it possible to carry out an average induction T using the converging element 21 and to carry out the control, that is to say the adjustment of the induction t , using, for example automated means, by rotating the fan 15 more or less quickly according to the desired induction rate 9.
On pourrait également comme montré sur la figure 11 alimenter plusieurs locaux 9 à partir d'un seul dispositif suivant l'invention disposé dans le plafond d'un couloir 66 séparant deux rangées de locaux 9 situées de part et d'autre de celui-ci et alimentant une batterie constituée d'une série d'échangeurs 42. Ainsi une gaine 1 verticale amène un flux d'air de la centrale, à une gaine horizontale 1' dans laquelle est disposé un élément convergent 21, en aval duquel aboutissent quatre gaines de reprises 13 ouvertes dans l'épaisseur du plafond et qui, par une bouche 11' horizontale, peuvent aspirer l'air du couloir 66. L'air est pulsé dans une gaine 68 au travers d'une batterie constituée de huit échangeurs 42, un échangeur par local 9, (dont seulement quatre pour des raisons de clarté des dessins sont représentés), alimentés en fluide caloporteur, chaud ou froid, par des canalisations 44 et 46. Un thermostat 70 disposé dans chaque local permet de commander chacun des échangeurs 42, et d'ajuster, si on le souhaite, la température de chacun de ces locaux à une valeur T donnée. One could also as shown in FIG. 11 supply several rooms 9 from a single device according to the invention arranged in the ceiling of a corridor 66 separating two rows of rooms 9 located on either side thereof. and supplying a battery made up of a series of exchangers 42. Thus a vertical duct 1 brings a flow of air from the plant, to a horizontal duct 1 ′ in which a converging element 21 is arranged, downstream of which four ducts terminate times 13 open in the thickness of the ceiling and which, by a horizontal mouth 11 ′, can suck the air from the corridor 66. The air is pulsed in a duct 68 through a battery made up of eight exchangers 42, an exchanger per room 9, (of which only four for reasons of clarity of the drawings are shown), supplied with heat transfer fluid, hot or cold, by pipes 44 and 46. A thermostat 70 arranged in each room makes it possible to control each n of the exchangers 42, and to adjust, if desired, the temperature of each of these premises to a given value T.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8916916A FR2656071A1 (en) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | Device for controlling the temperature of a room |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR8916916A FR2656071A1 (en) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | Device for controlling the temperature of a room |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2656071A1 true FR2656071A1 (en) | 1991-06-21 |
Family
ID=9388771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR8916916A Pending FR2656071A1 (en) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | Device for controlling the temperature of a room |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2656071A1 (en) |
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