FR2860061A1 - Heating and air-conditioning installation for dwelling premises, has chimney with furnace including evacuation pipes connected with flexible ducts of inner unit of air-conditioning apparatus to distribute cold air over premises - Google Patents
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Abstract
Description
2860061 INSTALLATION DE CHAUFFAGE ET DE CLIMATISATION2860061 HEATING AND AIR CONDITIONING INSTALLATION
La présente invention concerne une installation permettant d'assurer alternativement le chauffage et la climatisation d'un volume, tel un local d'habitation. The present invention relates to an installation for alternately ensuring the heating and cooling of a volume, such as a living room.
Particulièrement, l'invention concerne une telle installation agencée autour d'une unité de chauffage du type cheminée ou poêle en faïence. In particular, the invention relates to such an installation arranged around a heating unit of the chimney type or tiled stove.
L'utilisation de cheminées à foyer fermé ou ouvert, ou de poêles en faïence pour assurer le chauffage à titre principal ou complémentaire de locaux d'habitation, notamment individuels, a connu un regain d'intérêt, pour diverses raisons d'ordre économique ou esthétique. The use of closed or open fireplaces, or tiled stoves to provide heating for main or complementary living quarters, especially individual, has been renewed, for various reasons of economic or social importance. aesthetic.
Ce type d'installation est souvent associé à une certaine idée de qualité de vie et de confort. This type of installation is often associated with a certain idea of quality of life and comfort.
Il en est de même des installations de climatisation, qui après avoir été réservées à des usages essentiellement professionnels, suscitent à présent l'engouement du grand public. It is the same air conditioning facilities, which after being reserved for mainly professional uses, now arouse the enthusiasm of the general public.
De manière classique, la climatisation des locaux d'habitation ou autre en dehors des périodes de chauffe suppose un transfert de chaleur entre le volume à climatiser et l'extérieur ou une autre zone. Les installations connues comportent une unité intérieure, composée d'un évaporateur/échangeur, d'un compresseur, et d'un détendeur ou capillaire, et une unité extérieure composée d'un condenseur/échangeur. Conventionally, the air conditioning of living quarters or other outside periods of heating requires a transfer of heat between the volume to be air-conditioned and outside or another area. The known installations comprise an indoor unit, consisting of an evaporator / exchanger, a compressor, and a pressure reducer or capillary, and an outdoor unit composed of a condenser / exchanger.
Le transfert de chaleur est réalisé grâce aux changements d'état successifs d'un fluide réfrigérant, dont l'évaporation s'accompagne d'une absorption de chaleur et la condensation d'un dégagement de chaleur. L'évaporateur/échangeur permet au fluide de se vaporiser en absorbant la chaleur du milieu ambiant, qui est restituée vers l'extérieur par le condenseur/échangeur lorsque le fluide se condense. Entre ces deux éléments, le compresseur assure la circulation du fluide tout en augmentant sa pression et sa température alors que le détendeur abaisse sa pression pour permettre son évaporation à base température. The heat transfer is achieved by successive changes of state of a refrigerant fluid, the evaporation of which is accompanied by a heat absorption and the condensation of a release of heat. The evaporator / exchanger allows the fluid to vaporize by absorbing the heat of the environment, which is returned to the outside by the condenser / exchanger when the fluid condenses. Between these two elements, the compressor ensures the circulation of the fluid while increasing its pressure and its temperature while the regulator lowers its pressure to allow its evaporation at temperature base.
La répétition en boucle de ces fonctions permet d'assurer la climatisation du local. The looping repetition of these functions ensures the air conditioning of the room.
il est donc nécessaire de prévoir deux dispositifs et donc deux installations totalement distinctes pour assurer, d'une part la fonction de chauffage à titre principal ou complémentaire, et d'autre part la fonction de climatisation en dehors des périodes de chauffe. it is therefore necessary to provide two devices and therefore two completely separate facilities to ensure, on the one hand the main or complementary heating function, and on the other hand the air conditioning function outside the heating periods.
Il existe certes des climatiseurs dits réversibles qui offrent une fonction de 10 chauffe. There are certainly so-called reversible air conditioners that offer a heating function.
Cependant, ce type d'installation peut éventuellement servir pour apporter une énergie calorifique d'appoint mais il ne permettra pas d'assurer de manière satisfaisante le chauffage de volumes de grandes dimensions. However, this type of installation may possibly be used to provide additional heat energy but it will not provide satisfactory heating of large volumes.
Par ailleurs, il perd une grande partie de son efficacité dès lors que la température extérieure baisse au delà d'un certain seuil, les rendements des climatiseurs réversibles étant particulièrement faibles. In addition, it loses much of its effectiveness when the outside temperature drops beyond a certain threshold, the returns of reversible air conditioners being particularly low.
Pour pallier à ces inconvénients, certains climatiseurs réversibles comportent des résistances additionnelles dans des unités intérieures, ce qui permet d'assurer un chauffage complémentaire même lorsque la température extérieure est particulièrement basse. To overcome these disadvantages, some reversible air conditioners have additional resistances in indoor units, which allows to provide additional heating even when the outside temperature is particularly low.
Il est clair cependant que ces solutions restent complexes, donc onéreuses, et qu'elles supposent de toute façon des travaux d'implantation importants. It is clear, however, that these solutions remain complex, and therefore expensive, and that they imply in any case important implementation works.
II est donc intéressant de pouvoir coupler les fonctions de chauffage et de climatisation dans le cadre d'une installation unique, permettant de chauffer 30 le local puis d'en assurer la ventilation hors période de chauffe. It is therefore interesting to be able to couple the heating and cooling functions in the context of a single installation, to heat the room and then ventilate it outside the heating period.
Une installation de ce type est décrite dans le document FR 2 814 227, qui concerne une installation de chauffage comportant une chaudière de chauffage et un circuit de circulation d'eau muni de radiateurs, un générateur de froid étant disposé au voisinage de la chaudière. An installation of this type is described in document FR 2 814 227, which relates to a heating installation comprising a heating boiler and a water circulation circuit provided with radiators, a cold generator being disposed in the vicinity of the boiler.
Un échangeur thermique permet de transférer à l'eau qui circule dans le circuit de circulation d'eau les frigories qui sont générées par le générateur de froid, et ainsi assurer une climatisation. A heat exchanger makes it possible to transfer to the water circulating in the water circulation circuit the frigories that are generated by the cold generator, and thus provide air conditioning.
Cette modalité, qui est basée sur l'utilisation du circuit de circulation d'eau de l'installation de chauffage central existante pour faire circuler de l'eau réfrigérée, n'est cependant pas pleinement satisfaisante, dans la mesure où elle suppose une modification importante de l'installation de chauffage, à laquelle il faut associer un certain nombre d'éléments nouveaux pour assurer la fonction de climatisation. This modality, which is based on the use of the water circulation circuit of the existing central heating installation to circulate chilled water, is not, however, fully satisfactory, since it involves a modification of the heating system, to which a number of new elements must be associated to ensure the air-conditioning function.
Par ailleurs, cette solution ne peut être mise en oeuvre que dans le cas où la fonction de chauffage est réalisée au travers d'une installation de chauffage central, et n'est pas transposable à des chauffages de type traditionnel tels qu'une cheminée ou un poêle. Moreover, this solution can be implemented only in the case where the heating function is performed through a central heating installation, and is not transferable to conventional type of heating such as a chimney or a stove.
La présente invention se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus en proposant une installation combinant les fonctions de chauffage et de climatisation ne nécessitant pas de modifications structurelles importantes des locaux ni des appareils. The present invention proposes to overcome the drawbacks mentioned above by proposing an installation combining the heating and air conditioning functions that do not require major structural modifications of the premises or appliances.
Plus précisément, l'invention exploite la distribution de l'air chaud par les gaines de montée d'air chaud d'une unité de chauffage. De manière avantageuse, on crée un raccordement entre ces gaines d'air chaud et l'unité intérieure du climatiseur pour ainsi obtenir une distribution d'air froid sur tous les volumes à chauffer. More specifically, the invention exploits the distribution of hot air by the hot air risers of a heating unit. Advantageously, a connection is created between these ducts of hot air and the indoor unit of the air conditioner to thereby obtain a distribution of cold air on all the volumes to be heated.
L'invention sera mieux comprise au travers de la description donnée ciaprès de deux variantes possibles de réalisation et par référence aux 30 figures annexées dans lesquelles: - la figure 1 est une vue en coupe illustrant une première forme de réalisation de l'installation selon la présente invention, mettant en oeuvre une cheminée à foyer fermé, et - la figure 2 est une vue en coupe de l'installation selon une seconde forme de réalisation, mettant en oeuvre un poêle en faïence. The invention will be better understood from the description given below of two possible variants of embodiment and with reference to the appended figures in which: FIG. 1 is a sectional view illustrating a first embodiment of the installation according to FIG. the present invention, implementing a closed fireplace, and - Figure 2 is a sectional view of the installation according to a second embodiment, implementing a tiled stove.
La figure 1 représente un premier mode de réalisation de l'installation de chauffage et de climatisation selon la présente invention, dans lequel on associe une cheminée à foyer fermé située dans le local à chauffer ou à ventiler et un appareil de climatisation qui est disposé dans la cave du local d'habitation. FIG. 1 represents a first embodiment of the heating and air-conditioning installation according to the present invention, in which a closed fireplace located in the room to be heated or ventilated is associated with an air-conditioning unit which is arranged in a the cellar of the living room.
De manière connue, la cheminée (1) est composée d'un foyer (2) qui est monté sur une tablette (3) elle-même disposée sur un socle (4) reposant sur la dalle (5) du local, l'ensemble pouvant être semi-encastré dans un caisson (16) en maçonnerie. In known manner, the chimney (1) is composed of a fireplace (2) which is mounted on a tablet (3) itself arranged on a base (4) resting on the slab (5) of the room, the whole can be semi-recessed in a box (16) masonry.
Le foyer (2) est entouré d'un jambage (6) surmonté d'une hotte (8) formant la partie supérieure de la cheminée (1). Une poutre décorative (7) peut être interposée entre la base de la hotte (8) et le jambage (6). Le foyer (2) intègre un carénage (17) recevant dans sa partie supérieure deux conduits d'évacuation ou de montée d'air chaud (10) pour assurer la circulation de l'air réchauffé vers les extrémités supérieures qui débouchent à l'extérieur de la hotte (8) au travers de grilles de sortie (9). The hearth (2) is surrounded by a jamb (6) surmounted by a hood (8) forming the upper part of the chimney (1). A decorative beam (7) can be interposed between the base of the hood (8) and the jamb (6). The fireplace (2) incorporates a fairing (17) receiving in its upper part two exhaust ducts or hot air rise (10) to ensure the circulation of heated air to the upper ends that open to the outside the hood (8) through exit grilles (9).
A cet effet, les conduits d'évacuation (10) ont une forme coudée, l'angle formé dans la partie coudée (15) desdits conduits étant fonction de l'inclinaison des parois latérales de la hotte (8). For this purpose, the exhaust ducts (10) have a bent shape, the angle formed in the bent portion (15) of said ducts being a function of the inclination of the side walls of the hood (8).
Dans un mode de fonctionnement classique d'une cheminée de ce type, le foyer (2) est alimenté par l'avant en combustible, en général du bois, et l'air chaud ainsi produit est acheminé au travers de la hotte (8) et évacué par les conduits d'évacuation (10) pour réchauffer le local et diffuser l'air chaud au travers des grilles (9). In a conventional mode of operation of a chimney of this type, the hearth (2) is fed from the front with fuel, usually wood, and the hot air thus produced is conveyed through the hood (8). and discharged through the exhaust ducts (10) to warm the room and diffuse hot air through the grilles (9).
De manière tout aussi connue, l'appareil de climatisation comporte une unité extérieure (20) raccordée à une unité intérieure (21) par un conduit de type connu (22). Also known, the air conditioning unit comprises an outdoor unit (20) connected to an indoor unit (21) by a conduit of known type (22).
L'unité extérieure (20) est disposée à l'extérieur du bâtiment à équiper et l'unité intérieure (21) est disposée à la cave, sous la dalle (5) et en correspondance de la cheminée (1) disposée dans la pièce située audessus. The outdoor unit (20) is disposed outside the building to be equipped and the indoor unit (21) is arranged in the cellar, under the slab (5) and in correspondence with the chimney (1) arranged in the room above.
A cet effet, l'unité intérieure (21) sera montée sur un support (23) luimême fixé au plafond. En disposant l'unité intérieure (21) sur un support directement fixé au plafond, on réduit la distance la séparant de la cheminée (1) et peut ainsi limiter fortement les déperditions et la consommation. For this purpose, the indoor unit (21) will be mounted on a support (23) itself attached to the ceiling. By arranging the indoor unit (21) on a support directly fixed to the ceiling, it reduces the distance separating it from the chimney (1) and can thus greatly limit losses and consumption.
L'unité intérieure (21) est raccordée à une gaine flexible (24) dont l'extrémité opposée débouche en partie base du caisson (16) en maçonnerie, pour assurer le retour vers le bas de l'air réchauffée dans la pièce. The indoor unit (21) is connected to a flexible sheath (24), the opposite end of which opens at the bottom of the masonry box (16), to ensure the return of heated air into the room.
L'air rafraîchi sera diffusée dans la pièce au moyen de deux gaines flexibles (25) raccordées à la partie supérieure de l'unité intérieure (21) et débouchant dans la cheminée (1). The cooled air will be diffused into the room by means of two flexible ducts (25) connected to the upper part of the indoor unit (21) and opening into the chimney (1).
La présente invention est caractérisée par le fait que l'on raccorde les gaines de sortie (25) de l'unité intérieure (21) de l'appareil de climatisation aux conduits d'évacuation (10) situés sur le dessus du foyer (2) de la cheminée (1), au moyen d'un raccord en forme de Y (30) qui sera disposé de préférence au niveau du coude (15) des conduits (10) de la cheminée. Grâce au raccordement par gaines isolées qui est ainsi effectué entre l'unité intérieure (21) de l'appareil de climatisation et les conduits d'air chaud en sortie du foyer de la cheminée, on crée une distribution d'air froid sur tous les volumes chauffés par la cheminée. The present invention is characterized in that the outlet ducts (25) of the indoor unit (21) of the air conditioning unit are connected to the exhaust ducts (10) on the top of the hearth (2). ) of the chimney (1), by means of a Y-shaped connector (30) which will preferably be arranged at the elbow (15) of the ducts (10) of the chimney. Thanks to the insulated duct connection that is thus made between the indoor unit (21) of the air conditioning unit and the hot air ducts leaving the fireplace hearth, a cold air distribution is created on all volumes heated by the chimney.
On dispose ainsi d'une installation à double fonction particulièrement compacte, puisqu'il sera possible de faire passer les gaines (25) de ventilation reliées à l'unité intérieure (21) du climatiseur de part et d'autre du foyer (2) de la cheminée (1), et donc de les intégrer dans la cheminée, pour ainsi réaliser une installation totalement invisible dans la pièce d'habitation. There is thus a particularly compact double-function installation, since it will be possible to pass the ducts (25) of ventilation connected to the indoor unit (21) of the air conditioner on either side of the hearth (2). of the chimney (1), and thus to integrate them into the chimney, so to realize a completely invisible installation in the living room.
On pourra ainsi activer l'appareil de climatisation en dehors des périodes de chauffe, en injectant l'air ventilé par l'appareil de climatisation dans les conduits de sortie de l'air chaud de la cheminée, cette opération pouvant être effectuée manuellement ou grâce à un clapet automatique (non représenté) associé aux raccords (30) en Y. L'installation selon la présente invention présente également pour avantage de diminuer fortement le volume 'sonore du climatiseur, et donc la gêne induite pour les occupants du logement. De même, puisque l'air climatisé utilise la même sortie que l'air chaud, on diminue les travaux d'emprise dans le logement et il n'est donc pas nécessaire de prévoir un système de distribution autonome et distinct pour l'air climatisé, d'où une économie importante. The air conditioning unit can thus be activated outside the heating periods, by injecting the ventilated air by the air conditioning unit into the hot air outlet ducts of the chimney, this operation being able to be carried out manually or by means of an automatic valve (not shown) associated with the connectors (30) Y. The installation according to the present invention also has the advantage of greatly reducing the sound volume of the air conditioner, and thus the inconvenience caused to the occupants of the housing. Similarly, since the air conditioning uses the same outlet as the hot air, the right-of-way work in the dwelling is reduced and it is therefore not necessary to provide a separate and independent distribution system for the conditioned air. hence a significant saving.
Le principe général de fonctionnement tel que décrit par rapport à un 10 premier mode de réalisation impliquant une cheminée en tant qu'unité de chauffage peut recevoir d'autres applications. The general operating principle as described with respect to a first embodiment involving a chimney as a heating unit can accommodate other applications.
Ainsi, selon une seconde forme de réalisation de l'installation de chauffage et de climatisation selon la présente invention, on applique le principe 15 consistant à raccorder le climatiseur à l'unité de chauffage à une installation dans laquelle la cheminée est remplacée par un poêle en faïence. Thus, according to a second embodiment of the heating and air-conditioning system according to the present invention, the principle of connecting the air conditioner to the heating unit to an installation in which the chimney is replaced by a stove is applied. in faience.
Selon cette variante de réalisation, l'installation comportera un appareil de climatisation constitué comme précédemment d'une unité extérieure (20) et d'une unité intérieure (21), laquelle est comme précédemment montée sur un support (23) fixé au plafond sous la dalle (5), en correspondance de l'unité de chauffage, qui est ici constituée d'un poêle en faïence (40) disposé dans le local. Le poêle en faïence (40) est placé sur un socle (41) lui-même posé sur la dalle (5) du local. According to this variant embodiment, the installation will comprise an air conditioning apparatus consisting as before of an outdoor unit (20) and an indoor unit (21), which is as previously mounted on a support (23) fixed to the ceiling under the slab (5), corresponding to the heating unit, which here consists of a tiled stove (40) disposed in the room. The tiled stove (40) is placed on a base (41) itself placed on the slab (5) of the room.
L'installation comporte également une chaudière bois (42) disposée à la cave, sous la dalle (5), et comportant une porte de chargement (43) et un récupérateur de chaleur (44). Un conduit de retour d'air (45) passant sur le côté de la chaudière (42) débouche à la base du socle (41) du poêle (40). The installation also comprises a wood boiler (42) arranged in the cellar, under the slab (5), and comprising a loading door (43) and a heat recovery unit (44). An air return duct (45) passing on the side of the boiler (42) opens at the base of the base (41) of the stove (40).
La chaleur montante qui est émise par la chaudière (42) est récupérée dans deux conduits (10') à partir de deux ouvertures (46) ménagées dans la partie du plafond située au-dessus de la chaudière et dont les extrémités opposées débouchent à l'intérieur du poêle (40) après avoir traversé la dalle (5). The rising heat emitted by the boiler (42) is recovered in two ducts (10 ') from two openings (46) in the portion of the ceiling above the boiler and the opposite ends of which open into the boiler. interior of the stove (40) after passing through the slab (5).
L'évacuation et la diffusion de l'air chaud sont assurées au travers de deux orifices (47) de sortie comportant des grilles réglables (non représentées), disposés de part et d'autre dans la partie supérieure de chacune des parois latérales du poêle (40), juste en dessous de son plafond de faïence (48). The evacuation and diffusion of hot air are ensured through two outlet orifices (47) having adjustable grilles (not shown), arranged on either side in the upper part of each of the side walls of the stove. (40), just below his faience ceiling (48).
L'unité intérieure (21) de l'appareil de climatisation est raccordée aux conduits (10') reliant la chaudière (42) et le poêle (40) par l'intermédiaire de deux gaines souples (25'). La jonction entre les conduits (10') et les gaines souples (25') est effectuée comme précédemment au moyen de raccords (30') en forme de Y. On peut ainsi, tout comme dans la variante précédente, créer une distribution d'air froid dans la pièce, lorsque l'installation de chauffage n'est pas en fonctionnement, grâce au couplage des conduits de ventilation du climatiseur et des gaines de montée d'air chaud de l'unité de chauffage. The indoor unit (21) of the air conditioning unit is connected to the ducts (10 ') connecting the boiler (42) and the stove (40) via two flexible ducts (25'). The junction between the ducts (10 ') and the flexible ducts (25') is carried out as previously by means of Y-shaped connectors (30 '). It is thus possible, just as in the previous variant, to create a distribution of cold air in the room, when the heating system is not in operation, thanks to the coupling of the ventilation ducts of the air conditioner and the heating air ducts of the heating unit.
De manière avantageuse, et quelle que soit la variante de réalisation envisagée, l'installation pourra comporter un climatiseur de type réversible, ce qui procurera l'avantage supplémentaire de permettre de chauffer le volume sans avoir à activer l'installation de chauffage, c'est-à-dire soit la cheminée ou le poêle. On pourra ainsi et d'une manière à la fois simple et rapide assurer une montée en température minimale du volume, par exemple en cas de chute modérée de la température ambiante ne nécessitant pas une mise en route du système de chauffage. Advantageously, and regardless of the variant embodiment envisaged, the installation may include a reversible type air conditioner, which will provide the additional advantage of allowing the volume to be heated without having to activate the heating system, that is to say, the chimney or the stove. It will thus be possible in a manner that is both simple and rapid to ensure a minimum rise in the temperature of the volume, for example in the event of a moderate fall in the ambient temperature that does not require a start-up of the heating system.
L'installation de chauffage et de climatisation selon la présente invention a été décrite ci-dessus au travers de deux variantes de réalisation qui ne sont cependant pas limitatives. The heating and air-conditioning system according to the present invention has been described above through two variant embodiments which are however not limiting.
On pourra ainsi facilement transposer la solution proposée par l'invention au cas d'une installation dans laquelle la chaudière à bois est intégrée dans le poêle en faïence, l'unité de chauffage n'étant alors plus dissociée. Le poêle comportera alors sur l'avant une porte de chargement permettant d'alimenter la chaudière à bois ainsi qu'un orifice situé sur la façade avant pour sortie de l'air chaud, et en partie arrière un récupérateur de chaleur. It will thus easily be possible to transpose the solution proposed by the invention to the case of an installation in which the wood boiler is integrated into the tiled stove, the heating unit is then no longer dissociated. The stove will then have on the front a loading door to feed the wood boiler and a hole on the front for hot air outlet, and the rear part of a heat recovery.
Le raccordement entre l'appareil de climatisation situé à la cave et le poêle sera réalisé au moyen de deux gaines flexibles courant à l'arrière du poêle et débouchant dans un caisson supérieur comportant un orifice pour l'évacuation de l'air froid. The connection between the air conditioning unit located in the cellar and the stove will be achieved by means of two flexible ducts running at the rear of the stove and opening into an upper box with an opening for the evacuation of cold air.
De même, les variantes décrites font référence à l'utilisation de bois en tant que combustible mais il doit être bien compris que tout autre type de combustible compatible pourra être utilisé sans que cela ne remette en cause les principes généraux de fonctionnement de l'invention. Similarly, the variants described refer to the use of wood as fuel, but it should be understood that any other type of compatible fuel can be used without jeopardizing the general principles of operation of the invention. .
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