FR2717561A1 - Procédé de climatisation d'une armoire de distribution électrique ou enceinte analogue, et armoire ainsi climatisée. - Google Patents
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Abstract
Procédé de climatisation d'une armoire de distribution, dans lequel de l'air est climatisé au moyen d'au moins un appareil climatiseur et est introduit dans l'armoire. L'appareil climatiseur (20) dirige un flux de chaleur (A, B) vers un dispositif (30) récupérateur de chaleur, et l'air est chauffé ou refroidi dans ce dispositif (30) au moyen du flux de chaleur (C) émis par ce dispositif (30). Application à la climatisation d'une armoire de distribution dans toutes les conditions de service au moyen d'un appareil climatiseur (20) de puissance relativement faible.
Description
L'invention se rapporte à un procédé de climatisation d'une armoire de
distribution électrique ou de commutation ou d'une enceinte analogue, selon lequel un courant d'air est climatisé au moyen d'au moins un appareil climatiseur et est introduit dans l'espace intérieur de l'armoire (dite ci-après
"armoire de distribution").
Un procédé de ce genre est connu grâce au brevet DE-Cl-
4 135 894. Ce brevet décrit une armoire de distribution à groupe frigorifique. Ce groupe comporte un ventilateur et un
-0 échangeur de chaleur.
Lorsque la température dans l'armoire dépasse la valeur maximale admissible, le climatiseur ou groupe frigorifique est mis en action. Le ventilateur aspire alors, par un orifice d'aspiration, l'air contenu dans l'armoire et envoie cet air à l'échangeur de chaleur. Celui-ci diminue la température de cet air. L'air ainsi climatisé est renvoyé dans l'armoire. Si la température dans cette armoire devient inférieure à une valeur de seuil prédéterminée, le climatiseur s'arrête. La puissance dissipée sous forme de chaleur par les appareils électriques montés dans une armoire de distribution n'est pas constante dans le temps, si bien qu'il faut que le groupe frigorifique destiné à maintenir la capacité de fonctionnement de l'armoire de distribution soit adapté aux pointes de puissance, o la dissipation de puissance est maximale. Mais cela est désavantageux économiquement du point de vue des frais de fonctionnement et de l'investissement en matériel,parce qu'il faut utiliser des appareils climatiseurs puissants. En cas de panne de courant, les appareils électriques de l'armoire sont en partie maintenus en service au moyen d'une alimentation de secours. Il n'est pas prévu de faire fonctionner le groupe frigorifique dans cette situation, car la consommation d'énergie serait forte. Les appareils d'équipement risquent donc de se détériorer par échauffement s'il n'est pas possible de disposer très rapidement du
circuit d'alimentation normal.
L'invention a pour but de fournir un procédé et une armoire de distribution du genre précité, avec lesquels il soit possible d'éviter de manière simple et fiable les pointes de puissance avec fort dégagement de chaleur et avec lesquels le refroidissement soit suffisant pendant le
fonctionnement de secours, en cas de panne de courant.
Ce but est atteint grâce au fait qu'un flux de chaleur provenant de l'appareil climatiseur est dirigé vers un dispositif récupérateur et/ou accumulateur de chaleur et que l'air qu'il s'agit de climatiser est réchauffé ou refroidi au moyen d'un flux de chaleur provenant de ce dispositif
récupérateur/accumulateur de chaleur.
Par conséquent, conformément à l'invention, un flux de chaleur venant de l'appareil climatiseur est délivré à un dispositif accumulateur de chaleur, en créant une réserve de chaleur. En cas de panne de courant, cette réserve peut être utilisée pour maintenir l'intérieur de l'armoire de distribution à la température de service. Il est possible de le faire par exemple en faisant passer, au moyen d'un ou plusieurs ventilateurs, un courant d'air dans le dispositif récupérateur/accumulateur de chaleur, en l'y climatisant et en introduisant à l'intérieur de l'armoire l'air ainsi traité. Les ventilateurs ne consomment que peu d'énergie et
peuvent être alimentés par le circuit de secours.
En fonction du cas d'utilisation de l'armoire de distribution, il faut soit en chauffer, soit en refroidir l'intérieur. Il faut donc, suivant le cas, porter le dispositif récupérateur/accumulateur de chaleur et l'appareil climatiseur à une température inférieure ou supérieure à la
température ambiante.
Le fait de donner à l'appareil climatiseur la conformation d'un dispositif accumulateur/récupérateur de chaleur permet d'utiliser un appareil de puissance plus faible que ce n'est possible avec une climatisation sans accumulateur de chaleur. Puisque ce dispositif récupérateur/accumulateur de chaleur constitue une source supplémentaire d'énergie, il est possible, tout en consommant moins d'énergie, d'éviter les pointes de puissance qui
dégagent par exemple beaucoup de chaleur dans l'armoire.
Lorsqu'il se produit une pointe de puissance, une quantité déterminée d'énergie est prélevée dans le dispositif accumulateur de chaleur, ce qui peut être réalisé en
délivrant une plus grande masse d'air.
Conformément à une caractéristique avantageuse de l'invention, le courant d'air qu'il s'agit de climatiser est envoyé dans l'appareil climatiseur, il y est réchauffé ou refroidi par un flux de chaleur de cet appareil et il est envoyé dans le dispositif accumulateur de chaleur, la capacité d'accumulation de chaleur de ce dernier avec cet air tempéré est portée à une valeur prédéterminée et, lorsque l'appareil climatiseur est hors service, l'air est climatisé l: dans ce dispositif accumulateur/récupérateur et est ensuite
introduit dans l'espace intérieur de l'armoire.
La transmission de chaleur entre l'appareil climatiseur et le dispositif accumulateur de chaleur est donc réalisée par l'entremise de l'air qu'il faut climatiser. Qiand 2C l'appareil climatiseur est mis hors circuit, par suite d'une panne de courant, par exemple, il est possible de faire passer, au moyen de ventilateurs, l'air dans le dispositif accumulateur de chaleur, cet air absorbant alors de l'énergie
de ce dispositif accumulateur de chaleur.
Selon une autre caractéristique avantageuse, si des appareils électriques sensibles à l'humidité sont montés dans l'armoire, l'air est asséché avant d'être introduit dans
cette armoire.
Pour que la ventilation de l'armoire soit optimale, 3C l'appareil climatiseur prélève l'air à la partie supérieure de cette armoire et le renvoie à l'atmosphère ou vers le dispositif accumulateur/récupérateur de chaleur, et l'air climatisé est renvoyé dans la partie inférieure de l'armoire,
ce qui crée dans celle-ci une circulation de l'air.
Une armoire de distribution électrique ou de commutation, ou une enceinte analogue selon l'invention, comportant un appareil climatiseur dans lequel un courant d'air peut être climatisé et délivré à cette armoire par l'entremise de canaux de ventilation,est caractérisée en ce que cet appareil climatiseur comporte un dispositif récupérateur/accumulateur que ce climatiseur peut chauffer ou refroidir, ce dispositif comportant des éléments accumulateurs entre lesquels sont ménagés des canaux de passage de l'air. Ces éléments accumulateurs sont avantageusement réalisés de manière à présenter une grande capacité de récupération et également une grande surface de
contact avec l'air qui les lèche.
Afin de réduire la consommation d'énergie, le dispositif accumulateur de chaleur est isolé thermiquement par rapport à l'atmosphère et à l'armoire de distribution. Il communique seulement avec l'appareil climatiseur, dont il recoit un flux de chaleur et il comporte des orifices d'entrée et de sortie permettant d'y introduire et d'en
expulser l'air.
Une armoire de distribution selon l'invention est caractérisée en ce que l'appareil climatiseur comporte un ventilateur et un échangeur de chaleur, ce ventilateur aspirant, par un orifice de l'appareil, de l'air de l'intérieur de l'armoire et le faisant passer dans l'échangeur de chaleur et l'air climatisé dans cet échangeur étant envoyé par un orifice d'entrée au dispositif récupérateur/accumulateur de chaleur. L'échangeur peut être par exemple conçu suivant le principe d'un appareil réfrigérateur composé d'un évaporateur et d'un condenseur
dans lesquels une pompe fait circuler un agent réfrigérant.
Pour que la circulation de l'air soit optimale, le ventilateur aspire avantageusement, par un orifice d'aspiration, l'air de la partie haute de l'armoire de distribution, et l'air climatisé dans le dispositif récupérateur/accumulateur de chaleur est renvoyé à la partie basse de l'armoire, ce qui ventile de manière optimale
l'intérieur de l'armoire.
S'il est prévu de pouvoir séparer, au moyen d'un dispositif de commande, une partie de l'air dirigé vers le dispositif accumulateur de chaleur, et de l'envoyer dans l'armoire de distribution, la partie de l'air fourni par l'appareil climatiseur et climatisé sert à tempérer l'intérieur de cette armoire. L'air, délivré au dispositif accumulateur/récupérateur de chaleur, sert alors à délivrer
de la chaleur à ce dispositif ou à en retirer.
En cas de besoin, l'énergie emmagasinée dans le dispositif accumulateur/récupérateur de chaleur peut servir à climatiser l'armoire de distribution. Mais il est aussi possible de faire passer tout l'air dans ce dispositif accumulateur de chaleur quand ce dispositif a atteint une température prédéterminée. L'air qui sort alors du dispositif est introduit dans l'armoire. Cet agencement est avantageux surtout à la mise en service. Tant que le dispositif accumulateur/récupérateur de chaleur n'a pas encore emmagasiné suffisamment d'énergie thermique, l'armoire est climatisée par la partie de l'air qui provient de l'appareil climatiseur. Dans une conformation avantageuse du dispositif accumulateur de chaleur, les éléments accumulateurs ont la forme de plaques et sont disposés à une certaine distance les uns des autres. Cette conformation en forme de plaques de ces éléments leur donne une grande surface, sur laquelle l'air peut passer et que cet air peut lécher. Les canaux de passage
pour l'air sont formés entre ces éléments.
Les éléments accumulateurs peuvent être avantageusement en béton ou en un métal présentant une grande capacité calorifique. Il peut aussi être envisagé de donner aux éléments du dispositif accumulateur/récupérateur de chaleur la conformation de pièces creuses, à cavité(s) pouvant être
remplie(s) d'une matière à grande capacité calorifique.
Les substances appropriées pour constituer la matière accumulatrice de chaleur sont notamment celles qui subissent à une température déterminée un changement d'état en absorbant ou en dégageant une grande quantité de chaleur. On peut citer l'eau comme exemple de ces matières. Mais il est aussi possible d'utiliser par exemple des sels dont le point de fusion se situe sensiblement dans la gamme de la température ambiante, tels qu'un sel ou un mélange de sels de
lithium et de brome.
L'invention va être expliquée de manière plus détaillée à propos d'exemples non limitatifs de réalisation, représentés sur les dessins, sur lesquels la figure 1 représente schématiquement un appareil climatiseur, un dispositif accumulateur/récupérateur de chaleur et une armoire de distribution; la figure 2 est une élévation de face avec coupe partielle du dispositif accumulateur de chaleur contenant deux appareils climatiseurs; la figure 3 est une élévation latérale du dispositif de 1 la figure 2; la figure 4 est une vue de dessus; et la figure 5 est une élévation latérale d'un appareil climatiseur et d'un dispositif accumulateur/récupérateur de
chaleur montés sur une armoire de distribution.
2C La figure 1 représente schématiquement un appareil climatiseur 20, un dispositif 30 récupérateur-accumulateur de chaleur et une armoire 10 de distribution électrique. Un flux de chaleur Q, (A) est créé dans l'appareil 20 grâce à un apport d'énergie W.. Ce flux Qsc (A) peut avoir une température supérieure ou inférieure à la température ambiante. Il est dirigé vers le dispositif 30 accumulateur/récupérateur de chaleur. Dans le cas idéal, le flux Qer (B) délivré à ce dispositif est identique au flux Qc, (A) créé par l'appareil climatiseur. Mais, du fait des pertes dans les conduits, il faut s'attendre à une variation dans le niveau d'énergie. Il est possible de rendre et maintenir cette variation faible grâce à une isolation optimale. Le dispositif 30 accumulateur de chaleur est parcouru par un courant d'air. Ce courant d'air absorbe de l'énergie de ce dispositif 30. Cette énergie sort dudit dispositif sous la forme d'un flux de chaleur Qs (C) dirigé vers l'armoire 10. Compte tenu de la perte de puissance, seule une partie Qea (D) de ce flux de chaleur parvient à l'armoire 10. L'air qui traverse cette armoire en absorbe ou lui cède de la chaleur, puis en ressort. L'énergie thermique emportée par l'air est désignée
par Qsa (E) sur la figure 1.
Les figures 2 à 4 représentent sous diverses orientations un dispositif 30 accumulateur/récupérateur de chaleur selon le principe représenté sur la figure 1 et
contenant deux appareils climatiseurs 20.
L'élévation de face de la figure 2 représente le dispositif 30 accumulateur de chaleur et les deux appareils climatiseurs 20 latéralement adjacents. Ce dispositif 30 est composé d'éléments accumulateurs 32 en forme de plaques, qui sont disposés à une certaine distance les uns des autres. Des canaux 33 de circulation de l'air sont ménagés entre ces éléments 32. Le dispositif 30 accumulateur/récupérateur de chaleur présente deux compartiments séparés par une cloison 31. Chacun de ces compartiments est alimenté par l'appareil
correspondant.
De l'air est extrait de l'armoire de distribution 10, accolée au dispositif 30 accumulateur de chaleur, l'extraction étant effectuée par un orifice 36 de sortie d'air de cette armoire. Cet air est conduit par un canal 37 à l'appareil climatiseur 20, dans lequel il est climatisé, refroidi par exemple. Cet air climatisé est introduit par un orifice 35 dans le bas du dispositif 30 accumulateur de chaleur. L'air circule dans les canaux 33 de ce dispositif 30. Si les éléments 32 accumulateurs de chaleur se trouvent à une température supérieure à celle de l'air, celui-ci se réchauffe tout en les refroidissant. Lorsqu'il a parcouru les canaux 33, l'air est introduit, par un passage 34 du dispositif 30, dans l'armoire 10 adjacente. Il est donc créé un circuit fermé. De l'air est donc extrait de l'armoire 10 par l'orifice 36. Cet air est climatisé dans l'appareil 20 et il est renvoyé dans cette armoire 10 par l'entremise du
dispositif 30 accumulateur de chaleur.
Mais il est aussi possible de réaliser le circuit de façon à renvoyer à l'atmosphère l'air extrait de l'armoire 10. L'air qui circule dans le dispositif 30 accumulateur de chaleur peut être prélevé dans l'atmosphère. Cet air peut être entraîné dans les canaux 37, les appareils climatiseurs et le dispositif 30 accumulateur de chaleur, l'entraînement étant réalisé par des ventilateurs, par exemple des ventilateurs axiaux, qui consomment peu d'énergie. En cas de panne de courant, les appareils climatiseurs 20, qui consomment beaucoup d'énergie, sont arrêtés. Dans cette situation, l'armoire 10 est climatisée au moyen du dispositif 30 accumulateur de chaleur. Les ventilateurs font passer un courant d'air dans ce dispositif 30. Cet air absorbe l'énergie nécessaire et la cède à l'intérieur de l'armoire 10. Ces ventilateurs peuvent fonctionner par l'entremise d'un circuit électrique de secours. La capacité calorifique du dispositif 30 est déterminée de façon que, ou bien l'on dispose d'assez de temps avant que le courant soit rétabli, ou bien l'on puisse
réduire, puis faire cesser le fonctionnement de l'armoire.
Afin de réduire les pertes thermiques, le dispositif 30 accumulateur de chaleur comporte des éléments isolants 40, 41 et 42. La figure 4 représente la disposition de l'élément isolant 42. La figure 3 est une élévation latérale du dispositif 30 et des appareils climatiseurs 20 qui y sont associés. Ces appareils 20 comportent des passages latéraux de ventilation, qui sont recouverts par des grilles
d'aération 21, 22.
La figure 5 représente de manière plus détaillée la liaison d'une armoire de distribution 10 avec un ensemble tel que celui qui est représenté sur les figures 2 à 4. L'armoire 10 comporte un châssis composé de profilés porteurs 11 et 12 verticaux et horizontaux. Des parois latérales et de dessus 13 et des plaques de fond 14 sont fixées à ces profilés 11,
12. L'armoire est fermée à l'avant par une porte 15.
L'intérieur de cette armoire est donc entièrement clos. Le dispositif 30 accumulateur de chaleur et les appareils climatiseurs 20 latéraux sont représentés à l'arrière de cette armoire 10. L'air est aspiré de cette armoire par son passage 36 et introduit dans les appareils climatiseurs 20 et dans le dispositif 30 récupérateur et accumulateur de chaleur. L'air climatisé est renvoyé à l'armoire 10 en sortant par le passage 34. La circulation de l'air dans l'armoire 10 est donc établie de cette manière. L'élément isolant 42 est monté entre l'armoire 10, d'une part, et le dispositif 30 récupérateur/accumulateur de chaleur et les
appareils climatiseurs 20, d'autre part.
Il va de soi qu'il est possible, sans s'écarter du domaine de l'invention, d'apporter certaines modifications au procédé et à l'armoire de distribution décrits et représentés.
Claims (14)
1. Procédé de climatisation d'une armoire (10) de distribution ou de commutation ou enceinte analogue, selon lequel un courant d'air est climatisé au moyen d'au moins un appareil climatiseur et est introduit dans l'armoire, procédé caractérisé en ce qu'un flux de chaleur (A) provenant de l'appareil climatiseur (20) est conduit à un dispositif (30) récupérateur/accumulateur de chaleur, et en ce que l'air qu'il s'agit de climatiser est chauffé ou refroidi dans ce
dispositif (30) par un flux de chaleur (C) créé par celui-ci.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'air à climatiser est envoyé parcourir l'appareil climatiseur (20) et y est réchauffé ou refroidi par le flux de chaleur (A) de cet appareil; en ce que cet air réchauffé ou refroidi est introduit dans le dispositif (30) récupérateur/accumulateur de chaleur; en ce que la capacité calorifique de ce dispositif (30) est portée par cet air à un niveau prédéterminé; et en ce que, quand l'appareil climatiseur (20) est mis hors service, l'air à climatiser est climatisé dans ledit dispositif (30) et est introduit dans
l'espace intérieur de l'armoire (10).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'air est asséché avant d'être introduit dans
l'espace intérieur de l'armoire (10).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1
à 3, caractérisé en ce que l'air est prélevé à la partie supérieure de l'espace intérieur de l'armoire (10) au moyen de l'apmaeil' climatiseur (20) et est renvoyé à l'atmosphère ou bien il est introduit dans le dispositif (30) récupérateur/accumulateur de chaleur et en ce que l'air climatisé est introduit dans l'espace intérieur de l'armoire (10) à la partie inférieure
de cette armoire (10).
5. Armoire de distribution ou de commutation ou enceinte analogue, comportant un appareil climatiseur à l'aide duquel l'air peut être climatisé et introduitpar l'entremise de canaux de circulation, dans l'espace intérieur de cette armoire,armoire caractérisée en ce que l'appareil climatiseur (20) comporte un dispositif (30) récupérateur/accumulateur de chaleur, que le climatiseur (20) peut chauffer ou refroidir, et en ce que ce dispositif (30) comporte des éléments (32) accumulateurs de chaleur, entre lesquels se trouvent les canaux (33) de circulation de l'air.
6. Armoire de distribution selon la revendication 5, caractérisée en ce que le dispositif (30) récupérateur/accumulateur de chaleur est isolé thermiquement
par rapport à l'atmosphère et à l'armoire (10).
7. Armoire selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que l'appareil climatiseur (20) comporte au moins un ventilateur et un échangeur de chaleur; en ce que le ventilateur aspire l'air de l'intérieur de l'armoire (10) par un orifice d'aspiration (23) de l'appareil climatiseur (20) et envoie cet air à l'échangeur de chaleur; et en ce que l'air climatisé dans cet échangeur est introduit, par un orifice (35) d'entrée d'air, dans le dispositif (30)
récupérateur/accumulateur de chaleur.
8. Armoire de distribution selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'une partie de l'air dirigé vers le dispositif (30) récupérateur/accumulateur de chaleur peut être séparée au moyen d'un dispositif de commande et être
introduite dans l'espace intérieur de l'armoire (10).
9. Armoire de distribution selon l'une quelconque des
revendications 5 à 8, caractérisée en ce que les éléments
(32) accumulateurs du dispositif (30) récupérateur/accumulateur de chaleur ont la conformation de plaques et sont disposés à une certaine distance les uns des autres.
10. Armoire de distribution selon l'une quelconque des
revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les éléments
(32) accumulateurs de chaleur faisant partie du dispositif (30) récupérateur/accumulateur de chaleur sont en béton ou en
un métal.
11. Armoire de distribution selon l'une quelconque des
revendications 5 à 9, caractérisée en ce que les éléments
(32) accumulateurs de chaleur faisant partie du dispositif (30) récupérateur/accumulateur de chaleur sont des pièces creuses, dont la ou les cavité(s) est ou sont remplie(s) de matière(s) accumulatrice(s) de chaleur
ayant une grande capacité calorique.
12. Armoire de distribution selon la revendication 11, caractérisée en ce que la matière accumulatrice de chaleur est constituée d'une substance qui change d'état à une température déterminée en absorbant ou en dégageant une grande quantité de
chaleur.
13. Armoire de distribution selon la revendication 12, caractérisée en ce que la matière
accumulatrice de chaleur est un sel.
14. Armoire de distribution selon la revendication 11, caractérisée en ce que la matière
accumulatrice de chaleur est l'eau.
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