FR2874421A1 - Conditioned air distributing installation`s fresh air supply regulating method for building, involves positively and/or negatively moderating fresh air in upstream of damper by heat exchange with part of air extracted from enclosed space - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE REGULATION DE L'ALIMENTATION EN AIR NEUF D'UNE INSTALLATION DEMETHOD FOR CONTROLLING THE NEW AIR SUPPLY OF A FACILITY
CONDITIONNEMENT D'AIR D'UNE ENCEINTE ET INSTALLATION METTANT EN UVRE CE PROCEDE AIR CONDITIONING OF AN ENCLOSURE AND INSTALLATION IMPLEMENTING SAID METHOD
L'invention concerne un procédé destiné à assurer la régulation de l'alimentation en air neuf d'une installation de distribution d'air conditionné, et plus particulièrement à permettre de tempérer en positif ou en négatif l'air neuf ainsi introduit dans un enceinte, dont on souhaite conditionner l'air ambiant. Elle vise également une installation du type en question mettant en oeuvre un tel procédé. The invention relates to a method for regulating the fresh air supply of a conditioned air distribution installation, and more particularly to allow the fresh air thus introduced into a chamber to be tempered in a positive or negative manner. , which we want to condition the ambient air. It also relates to an installation of the type in question implementing such a method.
Par alimentation en air conditionné, on entend au sens de l'invention les différents systèmes de ventilation permettant, soit de refroidir, soit de réchauffer l'air à traiter. For conditioned air supply is meant in the sense of the invention the various ventilation systems for either to cool or to heat the air to be treated.
De telles installations comportent traditionnellement une unité de chauffage ou de refroidissement, au niveau de laquelle aboutit une arrivée d'air. Cet air, après être réchauffé, ou au contraire refroidi, est ensuite soufflé par une unité de soufflage au sein de l'enceinte à conditionner. Partie au moins de cet air est constitué d'air dit neuf , prélevé à l'extérieur de ladite enceinte et ce, afin de répondre à des normes imposant l'admission d'une quantité déterminée d'air neuf, notamment pour des applications industrielles et/ou commerciales. Par air neuf, on entend l'air prélevé à l'extérieur de l'enceinte à conditionner et ce, dans un souci d'assurer un renouvellement de l'air ambiant. Such installations traditionally comprise a heating or cooling unit, at which an air supply terminates. This air, after being heated, or otherwise cooled, is then blown by a blowing unit within the enclosure to be conditioned. At least part of this air is made up of fresh air taken from outside said enclosure in order to meet standards imposing the admission of a determined quantity of fresh air, in particular for industrial applications. and / or commercial. In fresh air, we mean the air taken outside the enclosure to be conditioned and in order to ensure a renewal of the ambient air.
Cependant, une autre partie de l'air traité est constituée par de l'air recyclé provenant de ladite enceinte. However, another part of the treated air consists of recycled air from said enclosure.
Ces deux sources respectivement d'air neuf et d'air recyclé aboutissent traditionnellement au niveau d'un registre, c'est-à-dire d'un ensemble de volets réglables permettant de fixer au niveau du mélange subissant le réchauffage ou le refroidissement, le ratio souhaité d'air neuf. These two sources respectively of fresh air and recycled air traditionally end at a register, that is to say a set of adjustable flaps for fixing at the level of the mixture undergoing heating or cooling, the desired ratio of fresh air.
L'objectif recherché par la présente invention est de récupérer partie au moins des calories ou au contraire des frigories issues de l'air recyclé, et de transférer ces calories ou frigories à l'air neuf et ainsi corollairement permettre la réalisation d'une économie d'énergie significative, tout particulièrement lorsque la variation de température à imprimer est importante. The objective sought by the present invention is to recover at least some of the calories or the contrary frigories from recycled air, and transfer these calories or frigories to the fresh air and thus corollary allow the realization of an economy significant energy, especially when the temperature variation to be printed is important.
A cet effet, le procédé de l'invention, mis en oeuvre pour assurer le conditionnement d'une enceinte au moyen d'une installation comprenant: une alimentation en air neuf prélevé à l'extérieur de l'enceinte à conditionner; une alimentation en air recyclé, prélevé au sein de ladite enceinte à conditionner; un registre à ouverture contrôlée, au niveau duquel aboutissent les deux alimentations précédentes, destiné à assurer un mélange selon une proportion souhaitée en air neuf et en air recyclé ; une unité de chauffage et/ou de refroidissement du mélange d'air issu du registre; une unité de soufflage dudit mélange après réchauffement et/ou refroidissement au niveau de l'enceinte à conditionner; consiste à tempérer en positif ou en négatif l'air neuf en amont dudit registre par échange thermique avec partie au moins de l'air extrait de l'enceinte à conditionner. For this purpose, the method of the invention, implemented to ensure the conditioning of an enclosure by means of an installation comprising: a supply of fresh air taken outside the chamber to be conditioned; a recycled air supply, taken from said enclosure to be conditioned; a controlled opening damper, at which the two previous supplies end, intended to ensure a mixture of a desired proportion of fresh air and recycled air; a unit for heating and / or cooling the air mixture coming from the register; a blowing unit of said mixture after heating and / or cooling at the enclosure to be conditioned; is to temper positive or negative fresh air upstream of said register by heat exchange with at least part of the air extracted from the enclosure to be conditioned.
L'installation du type en question, mettant en oeuvre ce procédé, comporte de fait en amont dudit registre un échangeur, par exemple de type à plaques, au niveau duquel transitent respectivement l'air neuf et partie de l'air extrait de l'enceinte, sans pour autant entrer en contact l'un avec l'autre. The installation of the type in question, implementing this method, comprises in fact upstream of said register an exchanger, for example of the plate type, at which the fresh air and part of the air extracted from the pregnant, without coming into contact with each other.
Ce faisant, en fonction des caractéristiques de l'échangeur, et en outre de l'écart entre les températures respectives de l'air neuf et de l'air recyclé, c'est à dire de la température de consigne du conditionnement de l'enceinte, il est possible d'aboutir à un réchauffement de l'air neuf ou au contraire à son refroidissement, et partant, de diminuer la consommation d'énergie de l'unité de chauffage ou de refroidissement située en aval du registre à ouverture contrôlée. In doing so, depending on the characteristics of the exchanger, and in addition of the difference between the respective temperatures of the fresh air and the recycled air, that is to say of the set temperature of the conditioning of the enclosure, it is possible to achieve a warming of the fresh air or on the contrary to its cooling, and therefore, to reduce the energy consumption of the heating or cooling unit located downstream of the controlled opening register .
Selon l'invention, l'échangeur et la zone d'échange sont intégrés au sein d'un module susceptible de venir s'adapter aux installations de conditionnement d'air traditionnelles ou spécifiques, notamment celles dénommées selon l'expression en langue anglaise roof top . According to the invention, the heat exchanger and the exchange zone are integrated within a module that can be adapted to traditional or specific air conditioning installations, in particular those referred to as "roof". top .
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif à l'appui des figures annexées. The manner in which the invention can be realized and the advantages which result therefrom will emerge more clearly from the exemplary embodiment which follows, given by way of indication and not limitation, in support of the appended figures.
Les figures 1 et 2 illustrent une représentation schématique du principe de fonctionnement d'une installation conforme à l'art antérieur, respectivement pour un raccordement vertical et pour un raccordement horizontal avec l'enceinte à conditionner. Figures 1 and 2 illustrate a schematic representation of the operating principle of an installation according to the prior art, respectively for a vertical connection and for a horizontal connection with the enclosure to be packaged.
Les figures 3 et 4 sont des figures analogues aux figures 1 et 2 de l'installation conforme à l'invention mettant en oeuvre le procédé revendiqué. Figures 3 and 4 are figures similar to Figures 1 and 2 of the installation according to the invention implementing the claimed method.
On a représenté une installation de distribution d'air conditionné conforme à l'art antérieur sur les figures 1 et 2, se présentant sous la forme de modules associés les uns l0 avec les autres. Classiquement, une enceinte peut comprendre une pluralité de ces modules, en fonction bien évidemment de ses dimensions, du volume effectif qu'elle contient et de l'efficacité souhaitée de cette installation. There is shown a conditioned air distribution installation according to the prior art in FIGS. 1 and 2, in the form of modules associated with each other. Conventionally, an enclosure may comprise a plurality of these modules, depending of course on its dimensions, the actual volume it contains and the desired efficiency of this installation.
Ces modules sont traditionnellement positionnés sur le toit de l'enceinte, d'où la 15 dénomination traditionnelle d'une telle installation en langue anglaise de rooftop . These modules are traditionally positioned on the roof of the enclosure, hence the traditional name of such an installation in English rooftop.
L'un de ces modules comprend tout d'abord une zone d'alimentation (1) en mélange d'air à la fois recyclé (9) et d'air neuf (11), c'est-à-dire d'air prélevé à l'extérieur de l'enceinte à conditionner. Ce mélange air neuf (11) / air conditionné (9) est réalisé au moyen d'un registre (6) assurant un tel mélange. Ce registre est bien connu de l'homme du métier, et est notamment constitué d'un ensemble de volets, chacun desdits volets étant monté rotatif par rapport à un axe, ces différents axes étant parallèles entre eux. L'ouverture ou la fermeture respective des volets permet ainsi de régler le mélange air neuf (11) / air recyclé selon le souhait de l'utilisateur et en application des normes en vigueur. One of these modules firstly comprises a feed zone (1) mixed with air both recycled (9) and fresh air (11), that is to say air taken outside the enclosure to be conditioned. This fresh air mixture (11) / air conditioning (9) is achieved by means of a register (6) providing such a mixture. This register is well known to those skilled in the art, and consists in particular of a set of flaps, each of said flaps being rotatably mounted relative to an axis, these different axes being parallel to each other. The respective opening or closing of the shutters makes it possible to adjust the fresh air (11) / recirculated air mixture according to the wishes of the user and in accordance with the standards in force.
Le mélange ainsi obtenu est ensuite chauffé ou au contraire refroidi au niveau d'une unité de chauffage ou de refroidissement (2), avant d'être soufflé par un ventilateur (3) au sein de l'enceinte à conditionner. On a représenté par la flèche (4) l'air ainsi soufflé au sein de l'enceinte et régulé en température par des dispositifs classiques. The mixture thus obtained is then heated or otherwise cooled at a heating or cooling unit (2), before being blown by a fan (3) within the enclosure to be conditioned. The arrow (4) represents the air thus blown within the enclosure and controlled by conventional temperature devices.
Corollairement, une partie de l'air (5) de l'enceinte est recyclée. Pour ce faire, il est aspiré au moyen d'un ventilateur ou extracteur (7), acheminant une partie (9) de l'air ainsi recyclé au niveau du registre (6) , et évacuant l'autre partie (8) à l'extérieur de l'enceinte, par une sortie (10). Cette évacuation de partie de l'air contenu dans l'enceinte est dictée par le souci de ne pas créer de surpression au sein de celleci, inhérente à l'introduction continue d'air neuf (11). As a corollary, part of the air (5) of the enclosure is recycled. To do this, it is sucked by means of a fan or extractor (7), conveying a portion (9) of the air thus recycled at the register (6), and evacuating the other portion (8) to the outside the enclosure, by an outlet (10). This evacuation of part of the air contained in the enclosure is dictated by the concern not to create excess pressure within it, inherent in the continuous introduction of fresh air (11).
La figure 2 repose sur un système de fonctionnement tout à fait identique, à l'exception de l'implantation des modules. En effet, si sur la figure 1, les différents modules sont situés sur le toit de l'enceinte, expliquant les cheminements verticaux de l'air (4) introduit dans l'enceinte et extrait (5) hors de celle-ci, sur la figure 2, ces modules sont par exemple situés au niveau latéral par rapport aux murs de l'enceinte, expliquant les trajets horizontaux des flux d'air respectifs. Figure 2 is based on a completely identical operating system, with the exception of the implementation of the modules. Indeed, if in Figure 1, the various modules are located on the roof of the enclosure, explaining the vertical paths of the air (4) introduced into the enclosure and extracted (5) out of it, on these modules are for example located at the lateral level with respect to the walls of the enclosure, explaining the horizontal paths of the respective air flows.
L'invention est plus particulièrement décrite en relation avec les figures 3 et 4. The invention is more particularly described in relation with FIGS. 3 and 4.
Celle-ci repose fondamentalement sur le même principe que celui précédemment décrit, à l'exception toutefois du fait qu'elle comporte une partie supplémentaire (12) située en amont du registre à ouverture contrôlée (6). It is basically based on the same principle as previously described, except that it has an additional portion (12) upstream of the controlled opening register (6).
Au sein de cette zone ou partie (12) est mis en place un échangeur à plaques (13), par exemple du type commercialisé par la société DELTA AIR PLUS ou par la société HEATEX. Dans l'exemple décrit, cet échangeur est constitué de plaques d'aluminium brut de 750 mm de côté sur une épaisseur variant de 600 à 1675 mm en fonction des dimensions des caissons constitutifs de l'installation de l'invention. Le pas inter-plaque est de 9 ou 12 mm. En outre, chaque échangeur est muni d'un bypass intégré. Au sein de cet échangeur à plaques, et ainsi qu'on l'a symbolisé, on réalise l'échange thermique entre l'air neuf (11) et une partie (8) de l'air recyclé (5). La fonction du bypass est, d'une part, d'annuler l'échange dans les phases où les températures intérieures et extérieures ne le justifient pas (phase dénommée sous l'expression britannique free-cooling: air neuf de température inférieure à celle de l'air intérieur avec demande de froid sur le climatiseur). D'autre part, il permet de dégivrer l'échangeur par l'air chaud extrait à intervalles périodiques, quand l'air neuf de température négative induit à travers les plaques la prise en glace de l'humidité sortant du bâtiment. Within this zone or part (12) is set up a plate heat exchanger (13), for example of the type marketed by the company DELTA AIR PLUS or the company HEATEX. In the example described, this exchanger is made of aluminum plates of 750 mm of raw aluminum with a thickness varying from 600 to 1675 mm depending on the dimensions of the caissons constituting the installation of the invention. The inter-plate pitch is 9 or 12 mm. In addition, each exchanger is equipped with an integrated bypass. Within this plate heat exchanger, and as symbolized, the heat exchange is carried out between the fresh air (11) and a portion (8) of the recycled air (5). The function of the bypass is, on the one hand, to cancel the exchange in the phases where the internal and external temperatures do not justify it (phase called under the British expression free-cooling: new air temperature lower than that of indoor air with cold demand on the air conditioner). On the other hand, it allows the exchanger to be defrosted by the hot air extracted at periodic intervals, when the fresh air of negative temperature induces through the plates the setting in ice of the humidity coming out of the building.
Si l'exemple décrit met en uvre un échangeur à plaques, l'invention est susceptible de fonctionner de la même manière au moyen d'un échangeur de type à roue. Le principe d'échange est similaire à celui précédemment décrit, à ceci près que l'échangeur est constitué d'une roue poreuse tournant en même temps dans les deux flux d'air (air extrait et air neuf entrant) et installée dans un caisson cloisonné séparant l'air extrait et l'air neuf. If the described example uses a plate heat exchanger, the invention is able to operate in the same way by means of a wheel type exchanger. The exchange principle is similar to that previously described, except that the exchanger consists of a porous wheel rotating at the same time in the two air flows (fresh air and incoming fresh air) and installed in a box cloisonne separating the extracted air and the fresh air.
L'ouverture ou sortie (10) du module de l'art antérieur, au lieu de communiquer directement avec l'extérieur, communique avec cette zone (12) pour permettre l'acheminement de cet air recyclé au niveau de l'échangeur (13). The opening or outlet (10) of the module of the prior art, instead of communicating directly with the outside, communicates with this zone (12) to allow the transport of this recycled air at the level of the exchanger (13). ).
Ce faisant, et ainsi qu'on l'aura compris, lorsque l'on souhaite chauffer l'enceinte à conditionner, et que donc l'air extérieur ou l'air neuf (11) est plus frais, voire froid, celui-ci est partiellement tempéré par une partie de l'air recyclé (5) au niveau de cet échangeur (13). Par conséquent, l'énergie consommée au niveau de l'unité (2) pour réchauffer le mélange issu du registre (6) est réduite. In doing so, and as will be understood, when it is desired to heat the enclosure to be conditioned, and therefore the outside air or fresh air (11) is cooler or cold, it is partially tempered by a portion of the recycled air (5) at this exchanger (13). Therefore, the energy consumed at the unit (2) to heat the mixture from the register (6) is reduced.
Corollairement, lorsque l'on souhaite refroidir l'enceinte à conditionner, l'air extérieur ou neuf (11), donc a priori plus chaud, est partiellement refroidi par une partie (8) de l'air recyclé (5), déjà à température inférieure en raison de son passage précédent par l'unité (2), permettant là encore de réduire la quantité d'énergie de ladite unité de refroidissement (2) pour atteindre la température de consigne. As a corollary, when it is desired to cool the enclosure to be conditioned, the outside or new air (11), thus a priori warmer, is partially cooled by a portion (8) of the recycled air (5), already at lower temperature due to its previous passage through the unit (2), again allowing to reduce the amount of energy of said cooling unit (2) to reach the set temperature.
Les lois de la thermodynamique précisent que l'efficacité de cet échangeur (13) est accrue dès lors que la variation de température entre l'air neuf (11) et l'air recyclé (5) est élevée. The laws of thermodynamics specify that the efficiency of this exchanger (13) is increased when the temperature variation between the fresh air (11) and the recycled air (5) is high.
Avantageusement, des capteurs de pression positionnés en amont et en aval de l'échangeur (13) sont mis en place, pour, le cas échéant, détecter la prise en glace de l'échangeur du côté air extrait (chaud et humide) en cas de traitement d'air neuf inférieur à 0 C. En effet, dans une telle hypothèse, le fonctionnement général de l'installation est susceptible d'être d'affecté. Lorsque ces capteurs détectent une augmentation de différence de charge, ils induisent l'ouverture périodique ou cyclique sur une durée de quelques minutes d'un volet déflecteur situé en parallèle de l'échangeur sur le cheminement de l'air neuf. Advantageously, pressure sensors positioned upstream and downstream of the exchanger (13) are put in place, in order, if necessary, to detect the ice setting of the exchanger on the extracted (hot and humid) air side in case new air treatment below 0 C. Indeed, in such a case, the general operation of the installation is likely to be affected. When these sensors detect an increase in load difference, they induce periodic or cyclic opening over a period of a few minutes of a baffle flap located in parallel with the exchanger on the path of fresh air.
Ce volet déflecteur permet de dériver de manière temporaire l'air neuf, notamment lorsque celui-ci est inférieur à 0 C, de telle sorte qu'il ne traverse plus l'échangeur (13). Ce faisant, n'est plus dirigé sur l'échangeur (13) que l'air extrait, donc naturellement chaud et à tout le moins tempéré, qui est ainsi transféré audit échangeur un courant d'air chaud induisant son dégivrage. This deflector flap makes it possible to temporarily divert the fresh air, especially when it is less than 0 C, so that it no longer crosses the exchanger (13). In doing so, is no longer directed on the exchanger (13) that the air extracted, so naturally hot and at least temperate, which is thus transferred to said heat exchanger a hot air stream inducing defrosting.
Corollairement, le fond de la zone ou partie (12) comporte également (non représenté) en zone inférieure un bac extractible de récupération des condensats résultant des phénomènes de condensation, susceptibles d'intervenir lors de l'échange thermique entre l'air neuf (11) et l'air recyclé (5) au niveau de l'échangeur (13). As a corollary, the bottom of the zone or part (12) also comprises (not shown) in the lower zone an extractable condensate recovery tank resulting from the condensation phenomena, which may occur during the heat exchange between the fresh air ( 11) and the recycled air (5) at the exchanger (13).
On conçoit dès lors tout l'intérêt du procédé et de l'installation de la présente invention. It is therefore conceivable the whole point of the method and the installation of the present invention.
On observera tout d'abord les économies d'énergie substantielles susceptibles de Io découler de la mise en oeuvre d'un tel procédé et d'une telle installation. First of all, the substantial energy savings that may result from the implementation of such a method and of such an installation will be observed.
En outre, on observera la grande simplicité d'adjonction de cet accessoire constitué par l'échangeur et par cette zone (12), puisqu'il s'agit là de dimensions standardisées, parfaitement susceptibles de s'adapter sur les modules traditionnels de conditionnement d'air pour enceintes. In addition, it will be observed the great simplicity of addition of this accessory constituted by the heat exchanger and by this zone (12), since these are standardized dimensions, perfectly capable of adapting to traditional packaging modules of air for speakers.
En d'autres termes, cet accessoire présente une grande modularité, susceptible de permettre son adaptation sur toute installation de conditionnement d'air, et notamment sur les installations de type roof top , c'est à dire positionnées sur le toit des 20 enceintes à conditionner. In other words, this accessory has a great modularity, likely to allow its adaptation to any air conditioning installation, including roof top type installations, ie positioned on the roof of 20 speakers to condition.
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