FR2914401A1

FR2914401A1 - Air arrival optimizing device for detached house, has flap valves respectively located in air arrival openings, electronic system automatically controlled by electronic case, and three temperature probes assistant with electronic case

Info

Publication number: FR2914401A1
Application number: FR0702287A
Authority: FR
Inventors: Marcel Mauxion
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2008-10-03
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: FR2914401B1

Abstract

The device has a galvanized sheet caisson (1) including two openings (10-11) for arrival of the air and three openings (12-14) for exit of the air with a motorized movable interior shutter (2) by a small electrical jack (3). Two flap valves (5, 6) are respectively located in the air arrival openings (10, 11), and an electronic system is automatically controlled by an electronic case (4). Three temperature probes are assistant with the electronic case.

Description

-1- La présente invention concerne un système de régulation de l'arrivéeThe present invention relates to a system for regulating the arrival of

d'air dans un pavillon afin que cet air soit le plus chaud possible lors de son entrée dans le pavillon, et par conséquent de faire diminuer de façon significative la facture de chauffage . air in a pavilion so that this air is as warm as possible when entering the pavilion, and therefore significantly reduce the heating bill.

Ce système que je vais appeler optimiseur d'air vient en appui du puit canadien et d'un réchauffeur d'air ,situé dans les combles (sous la toiture de la maison) Rappel du fonctionnement du chauffage classique : Depuis environ une quarantaine d'années, les pavillons sont équipés de chauffage , et afin de renouveler l'air pour éviter la condensation , les mauvaises odeurs et l'humidité ,on a installé une ventilation ,pour assurer le renouvellement de l'air vicié ; cette Ventilation Mécanique Contrôlée (VMC) puise l'air à l'extérieur du pavillon au travers d'aérations prévues à cet effet dans la partie supérieure de chaque fenêtre et , cet air est expulsé à l'extérieur en partie haute du pavillon. Rappel du fonctionnement du puit canadien : II est constitué d'une canalisation souterraine ,d'environ trente mètres de longueur , à une profondeur d'environ deux mètres en dessous du sol et d'un diamètre d'environ deux cents millimètres ; cette canalisation va amener l'air de l'extérieur vers le pavillon en le réchauffant lors de son passage dans le sol ,( sachant qu'à cette profondeur la température est beaucoup plus constante qu'à l'extérieur) et cela implique donc de ne plus puiser l'air au travers des ouvertures prévues dans les fenêtres , mais donc dans cette canalisation . De plus , pendant la période estivale l'air va toujours circuler par cette canalisation et va maintenant permettre de baisser la température pendant les périodes chaudes ; différentes études ont montrées que lors de période de grande chaleur les pavillons équipés d'un puit canadien avaient une température intérieure d'environ cinq degrés inférieure aux autres. This system that I will call air optimizer comes in support of the Canadian well and an air heater, located in the attic (under the roof of the house) Reminder of the operation of conventional heating: For about forty years years, the pavilions are equipped with heating, and in order to renew the air to avoid condensation, bad odors and humidity, it has been installed a ventilation, to ensure the renewal of stale air; this controlled mechanical ventilation (VMC) draws air outside the pavilion through vents provided for this purpose in the upper part of each window and, this air is expelled to the outside in the upper part of the pavilion. Recall of the operation of the Canadian well: It consists of an underground pipe, about thirty meters long, at a depth of about two meters below the ground and about two hundred millimeters in diameter; this pipe will bring the air from outside to the pavilion by warming it during its passage in the ground, (knowing that at this depth the temperature is much more constant than outside) and this implies to no longer draw air through the openings in the windows, but in this pipe. In addition, during the summer period the air will still circulate through this pipe and will now allow to lower the temperature during warm periods; different studies have shown that during periods of great heat the pavilions equipped with a Canadian well had an internal temperature of about five degrees lower than the others.

J'ai également remarqué que sous la toiture d'un pavillon (entre la toiture et au dessus de la partie isolée) , la température s'élève rapidement au moindre rayon de soleil ; partant de ce constat, il est facile de réaliser dans cette partie inutilisée du pavillon et à moindre frais (isoler cette partie ,et mettre une grande fenêtre de toiture) une cellule ou l'air va être réchauffé par l'énergie solaire . I also noticed that under the roof of a pavilion (between the roof and above the insulated part), the temperature rises rapidly to the slightest ray of sunshine; From this observation, it is easy to realize in this unused part of the pavilion and at a lower cost (isolate this part, and put a large roof window) a cell where the air will be heated by solar energy.

Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 ,représente en coupe le caisson (nous ne voyons pas les sondes de températures ,puisqu'elles sont disposées dans différents endroits intérieurs ou extérieurs de la maison) . La figure 2, représente en coupe ce même caisson , j'ai rajouté les artifices extérieurs ainsi que les sondes, ce qui va mieux imager le fonctionnement. - 2- Dans les figures 3 , 4 , 5 et 6 la circulation de l'air dans le caisson est matérialisée par une succession de flèches en trait pointillé . Figure 3 l'air arrive directement de l'extérieur par l'entrée (10) et va dans l'habitacle de la maison par la sortie (14) Figure 4 l'air arrive du puit canadien par l'entrée (11) et va dans l'habitacle de la maison par la sortie (14) Figure 5 l'air arrive directement de l'extérieur par l'entrée (10) , le volet mobile (2) motorisé étant maintenant placé en position horizontale , l'air est dirigé vers la sortie (12) en direction du réchauffeur de toiture , et après circulation dans celui-ci l'air revient dans le caisson par l'entrée (13) et ressort dans l'habitacle de la maison par la sortie (14) Figure 6 : l'air arrive du puit canadien par l'entrée (11) , le volet mobile (2) motorisé étant placé en position horizontale , l'air est dirigé vers la sortie (12) en direction du réchauffeur de toiture , et après circulation dans celui-ci l'air revient dans le caisson par l'entrée (13) et ressort dans l'habitacle de la maison par la sortie (14) The accompanying drawings illustrate the invention. FIG. 1 represents in section the box (we do not see the temperature probes, since they are arranged in different interior or exterior places of the house). Figure 2, represents in section this same box, I added the external devices as well as the probes, which will better image the operation. In FIGS. 3, 4, 5 and 6, the circulation of air in the box is indicated by a succession of dashed arrows. Figure 3 the air comes directly from the outside through the entrance (10) and goes into the passenger compartment of the house through the exit (14) Figure 4 the air comes from the Canadian well through the entrance (11) and goes into the cabin of the house through the exit (14) Figure 5 the air arrives directly from the outside through the inlet (10), the movable flap (2) motorized now being placed in a horizontal position, the air is directed towards the outlet (12) in the direction of the roof heater, and after circulation therein the air returns to the caisson through the inlet (13) and exits into the passenger compartment of the house through the exit (14). ) Figure 6: the air arrives from the Canadian well through the inlet (11), the motorized movable flap (2) being placed in a horizontal position, the air is directed towards the outlet (12) in the direction of the roof heater, and after circulation in it the air returns in the box through the entrance (13) and leaves in the cabin of the house by the exit (14)

Le dispositif est constitué d'un caisson en tôle galvanisée (1) , dans lequel l'air nécessaire au renouvellement de l'air de la maison, va circuler ; ce caisson dispose de cinq bouches (10) (11) (12) (13) et (14) d'arrivées et de sorties d'air ,de deux clapets anti-retour((5) et (6) , d'un volet intérieur mobile ,motorisé (2) par un petit vérin électrique (3) et de trois sondes de températures (7) (8) et (9)qui mesurent les températures : de l'air extérieur, de l'air qui circule dans le puit canadien et enfin dans le réchauffeur d'air situé sous le toit de la maison ; le tout va être géré automatiquement par un système électronique , basé sur la mesure des différences de température, incorporé au boîtier général d'alimentation électrique (4). The device consists of a box made of galvanized sheet (1), in which the air necessary for the renewal of the air of the house, will circulate; this box has five outlets (10) (11) (12) (13) and (14) air inlets and outlets, two check valves ((5) and (6), a movable inner shutter, motorized (2) by a small electric cylinder (3) and three temperature probes (7) (8) and (9) which measure the temperatures: outside air, air flowing through the Canadian well and finally in the air heater located under the roof of the house, all will be managed automatically by an electronic system, based on the measurement of temperature differences, incorporated into the general power supply (4) .

Fonctionnement du système Le fonctionnement est basé sur la mesure des écarts de température entre les trois points ou se situent les sondes de température ; le gestionnaire électronique va suivant les différents cas de figure diriger le volet mobile motorisé dans le caisson et il va également commander trois petits ventilateurs qui vont être situés dans les gaines d'arrivée d'air ( un dans l'arrivée d'air extérieur, un second dans l'arrivée d'air circulant par le puit canadien, et le troisième dans la gaine de35 System Operation Operation is based on the measurement of temperature differences between the three points where the temperature probes are located; the electronic manager goes according to the different cases to direct the motorized mobile shutter in the box and it will also control three small fans that will be located in the air ducts (one in the outside air intake, a second in the arrival of air circulating through the Canadian well, and the third in the sheath of 35

-3- retour du réchauffeur d'air). Le boîtier générale d'alimentation électrique , est également équipé d'un variateur de tension, de façon à pouvoir adapter la vitesse des ventilateurs en fonction du débit d'air souhaité pour chaque type de maison ; Le bornier électrique du système peux recevoir un asservissement extérieur , (de la VMC (ventilation Mécanique Contrôlée) afin de pouvoir synchroniser la vitesse des ventilateurs avec le débit de la VMC , lorsque la VMC sera mise manuellement ou automatiquement en grande vitesse ) et ceci afin d'éviter une mise en dépression de la maison. -3- return of the air heater). The general power supply box, is also equipped with a voltage variator, so as to adapt the speed of the fans according to the air flow desired for each type of house; The electrical terminal block of the system can receive an external servocontrol (of the VMC (Mechanical Controlled Ventilation) in order to be able to synchronize the speed of the fans with the flow of the VMC, when the VMC will be put manually or automatically at high speed) and this so avoid a depression in the house.

Fonctionnement en mode HIVER Lorsque la température extérieure va être égale ou supérieure de 1 C à la température mesurée dans le puit canadien , le ventilateur (V2) dans la gaine d'arrivée d'air extérieur est en fonctionnement , et dirige l'air vers l'entrée (10) libère le clapet (5)( par la poussée de l'air) et va se diriger vers la sortie (14) dans l'habitacle de la maison .Voir figure 3 Operation in WINTER mode When the outdoor temperature is 1 C or higher than the temperature measured in the Canadian well, the fan (V2) in the outside air supply duct is in operation, and directs the air to the inlet (10) releases the valve (5) (by the thrust of the air) and will move towards the exit (14) in the cabin of the house. See figure 3

Lorsque la température dans le puit canadien va être supérieure de 1 C à celle mesurée à l'extérieur, le système électronique va arrêter le ventilateur (V2) et mettre en fonctionnement le ventilateur (V1) dans l'arrivée d'air du puit canadien (11) ; le clapet anti-retour (5) va se refermer ,puisqu'il n'aura pu de poussée d'air et le clapet (6) va s'ouvrir par la poussée de l'air animé par le ventilateur (V1) et l'air va ainsi se diriger vers la sortie(14). Voir figure 4 When the temperature in the Canadian well is going to be 1 C higher than that measured outside, the electronic system will stop the fan (V2) and put the fan (V1) into operation in the Canadian well air intake. (11); the non-return valve (5) will close, since there will be no air thrust and the valve (6) will open by the thrust of the air driven by the fan (V1) and the The air will thus go towards the exit (14). See Figure 4

Lorsque la température mesurée dans le réchauffeur de toiture va être supérieure de 2 C à la plus forte des températures mesurées à l'extérieur et dans le puit canadien , le vérin électrique va basculer le volet intérieur (2) en position horizontale ,et le ventilateur situé dans la gaine de retour du réchauffeur d'air va être mis en fonctionnement. Le parcours de l'air va donc être le suivant :entrée de l'air dans le caisson par l'entrée (10) ou l'entrée (11) suivant les températures mesurées par les sondes (8) et (9) puis l'air va se diriger vers la sortie (12) il va ainsi circuler par le réchauffeur de toiture et il va être redirigé vers l'entrée (13) du caisson grâce au ventilateur (V3) qui sera en fonctionnement puis il ressortira du caisson par la sortie (14) vers l'habitacle de la maison Voir figure 5 et figure 6 .Et donc naturellement lorsque l'écart de température va descendre en dessous de 2 C entre le réchauffeur d'air , et la plus forte température mesurée entre le puit canadien et l'arrivée d'air extérieur, le ventilateur (V3) va être désactivé, le volet intérieur va reprendre sa place verticale et le passage de l'air par le réchauffeur ne se fait plus .35 Fonctionnement en mode été When the temperature measured in the roof heater is 2 C higher than the highest measured outdoors and in the Canadian well, the electric jack will swing the inner flap (2) to the horizontal position and the fan located in the return duct of the air heater will be put into operation. The air flow will therefore be as follows: air entering the chamber through the inlet (10) or the inlet (11) according to the temperatures measured by the probes (8) and (9) then the air will go to the outlet (12) and it will flow through the roof heater and it will be redirected to the inlet (13) of the box through the fan (V3) which will be in operation then it will come out of the box by the exit (14) to the cabin of the house See Figure 5 and Figure 6. And therefore naturally when the temperature difference will fall below 2 C between the air heater, and the highest temperature measured between the Canadian well and the outside air supply, the fan (V3) will be deactivated, the inner flap will resume its vertical position and the passage of the air through the heater is no longer done .35 Operation in summer mode

Grâce un à interrupteur situé sur le boîtier de commande électronique le fonctionnement peut être inversé : II va maintenant s'agir de faire arriver l'air le plus frais possible dans la maison Quand la température est plus basse de 1 C dans le puit canadien par rapport à la température mesurée à l'extérieur le ventilateur (V1) est en fonctionnement et l'air libère le clapet (6) entre par l'entrée (11) et va ressortir du caisson par la sortie (14).Voir figure 4 Lorsque la température va s'abaisser de 1 C à l'extérieur par rapport à la température du puit canadien le système électronique va arrêter le ventilateur (V1) et mettre en fonctionnement le ventilateur (V2) le clapet (6) va se refermer , et le clapet (5) va s'ouvrir sous l'effet de la poussée de l'air animé par le ventilateur (V2) , l'air va ainsi circuler par l'entrée (10) et ressortir par la sortie (14) Voir figure 3 On note que lorsque le système est en mode été le volet (2) et le ventilateur (V3) sont inhibés . 25 30 4- 35 -5 Légende des dessins 1- caisson en tôle galvanisé 2- volet motorisé 3- vérin électrique 12 v 4- boîtier générale d'alimentation électrique et de gestion électronique 5- clapet anti- retour de l'arrivée d'air extérieur 6- clapet anti-retour de l'arrivée d'air du puit canadien 7- sonde de température dans le réchauffeur de toiture 8- sonde de température d'air extérieur 9-sonde de température du puit canadien 10- arrivée d'air extérieur 11-arrivée d'air du puit canadien 12- sortie d'air du caisson vers le réchauffeur d'air de toiture 13- retour d'air en provenance du réchauffeur d'air de toiture 14- sortie d'air vers l'habitacle de la maison V1 ventilateur dans le puits canadien V2 ventilateur dans la gaine d'arrivée d'air extérieur V3 ventilateur dans la gaine du réchauffeur de toiture Thanks to a switch located on the electronic control unit the operation can be reversed: It will now be to bring the freshest possible air into the house When the temperature is lower than 1 C in the Canadian well by relative to the temperature measured outside the fan (V1) is in operation and the air releases the valve (6) enters through the inlet (11) and will emerge from the box through the outlet (14) .See Figure 4 When the temperature drops 1 C outside the Canadian well temperature the electronic system will stop the fan (V1) and start the fan (V2) the valve (6) will close, and the valve (5) will open under the effect of the thrust of the air driven by the fan (V2), the air will thus flow through the inlet (10) and out through the outlet (14) See Figure 3 Note that when the system is in summer mode the shutter (2) and the fan (V3) are inhibited. 25 30 4- 35 -5 Key to the drawings 1- box in galvanized sheet metal 2- motorized shutter 3- electric cylinder 12 v 4- general power supply and electronic management box 5- non-return valve for the arrival of outside air 6 Canadian air intake air check valve 7- temperature sensor in roof heater 8- outside air temperature probe 9-Canadian 10-way air temperature sensor outdoor air 11-air intake from Canadian well 12- air outlet from box to roof heater 13- air return from roof heater 14- air outlet to air 'cabin home V1 fan in the Canadian well V2 fan in the outside air intake duct V3 fan in the roof heater duct

Claims

5 1) Device for optimizing the arrival of air at the best possible temperature to renew the air of a roof, characterized in that it comprises a box (1) having five inlets and outlets d air (10) (11) (12) (13) and (14) with a motorized movable inner flap (2) by a small electric jack (3), two non-return valves (5) and (6) located respectively in the air inlets (10) and (11) the system is automatically managed by an electronic box (4) to which three temperature probes ((7) (8) and (9) are added.

2) Device according to claim 1 characterized in that the electronic unit (4) controls the three fans (VI) (V2) and (V3) and the movable flap (2) through the cylinder (3) and this by electronically calculating the temperature differences measured by the temperature probes (7) (8) and (9) respecting the operation described below: In Winter mode: the fan (VI) operates when the temperature measured by the probe 20 (9) is greater than 1 C at the temperature measured by the probe (8); if the probe (8) measures a temperature greater than 1C or equal to the temperature measured by the probe (9) the fan (VI) will be taken out of operation and the fan (V2) will be put into operation On the other hand, when the probe (7) will measure a temperature 2 C higher than the highest value measured by the probes (8) and (9) the movable flap (2) will be tilted by the electric cylinder (3) and the fan (V

3) will be put into operation. 3) Device according to claim 1 characterized in that the electronic unit (4) comprises a switch which can reverse the operation of the system and make it switch to summer mode so as to obtain the freshest possible air intake; the operation will then be as follows: the fan (VI) operates when the temperature measured by the probe (9) is 1 C lower than the temperature measured by the probe (8); if the probe (8) measures a temperature 1 C lower than the temperature measured by the probe (9) the fan (V1) will be switched off and the fan (V2) will be put into operation, in this operating mode the probe (7) and the fan (V3) are inhibited. 35