FR3018342A1 - Ventilo-convecteur integrable a un faux plafond et ensemble d'au moins deux ventilo-convecteurs appartenant a une installation de conditionnement d'air - Google Patents

Abstract

Ce ventilo-convecteur est intégrable à un faux-plafond et comprend un caisson, et un diffuseur, qui délimite avec le caisson une fente de diffusion, adaptée pour diffuser des jets d'air dans au moins trois directions moyennes (F1, F2, F3) contenues dans un plan de diffusion. Ce ventilo-convecteur comprend, en outre, au moins un déflecteur, qui est monté sur le diffuseur et qui est adapté pour diriger au moins un des jets d'air diffusés à travers la fente selon une direction moyenne (F2, F3) inclinée par rapport à un axe (X2) perpendiculaire à un côté du caisson.

Description

VENTILO-CONVECTEUR INTEGRABLE A UN FAUX PLAFOND ET ENSEMBLE D'AU MOINS DEUX VENTILO-CONVECTEURS APPARTENANT A UNE INSTALLATION DE CONDITIONNEMENT D'AIR L'invention concerne un ventilo-convecteur intégrable à un faux plafond ainsi qu'un ensemble d'au moins deux de ces ventilo-convecteurs disposés en vis-à-vis dans le faux plafond. Dans le domaine du conditionnement d'air, il est connu d'équiper les bâtiments de ventilo-convecteurs, qui sont logés dans le faux plafond des pièces. Ces ventilo- convecteurs sont couramment appelés « cassettes ». Ils comprennent un caisson rectangulaire à l'intérieur duquel est disposé un groupe moto-ventilateur assurant l'aspiration et le refoulement de l'air à l'intérieur de la pièce, une batterie à eau pour le traitement thermique de l'air et un bac à condensats pour récupérer les gouttelettes issues de la condensation. Ces ventilo-convecteurs comprennent également un diffuseur intégrant un filtre et une grille de reprise. Certaines cassettes diffusent de l'air dans quatre directions, c'est-à-dire sur les quatre côtés du caisson, alors que d'autres cassettes ne diffusent de l'air que sur trois côtés du caisson. On parle de cassettes à trois ou quatre voies. En particulier, les cassettes à quatre voies sont destinées à être positionnées au centre du plafond d'un local, alors que les cassettes à trois voies sont destinées à être placées vers l'entrée du local ou proches d'un mur. En pratique, deux cassettes successives sont séparées d'une distance allant de 1,2 m à 1,35 m. Dans cette configuration, deux cassettes disposées face-à-face émettent des jets d'air qui se rencontrent frontalement. En mode rafraichissement, l'interaction entre deux jets d'air froid provoque un écoulement descendant froid entre les deux cassettes qui est source d'inconfort pour les usagers de la pièce. Il importe donc de minimiser, voire éviter, l'interaction entre les jets soufflés par deux cassettes successives. Pour ce faire, certaines gammes de cassettes sont équipées de buses orientables qui permettent de diriger les jets d'air vers le bas afin d'éviter une interaction avec le jet d'air produit par une cassette adjacente. Cependant, en dirigeant le jet d'air vers le bas, l'air est directement pulsé sur les usagers de la pièce et ceux-ci peuvent ressentir la désagréable sensation d'un courant d'air froid. En outre, les buses orientables ajoutent de l'encombrement à la cassette et ne permettent pas d'utiliser une cassette polyvalente, dans laquelle seul le diffuseur est changé pour passer d'une configuration « trois voies » à une configuration « quatre voies ».

C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention en proposant un ventilo-convecteur simplifié, permettant de limiter l'interaction des jets d'air avec ceux soufflés par un ventilo-convecteur disposé en vis-à-vis. A cet effet l'invention concerne un ventilo-convecteur intégrable à un faux-plafond, comprenant un caisson et un diffuseur, qui délimite avec le caisson une fente de diffusion, adaptée pour diffuser des jets d'air dans au moins trois directions moyennes contenues dans un plan de diffusion. Conformément à l'invention, le ventilo-convecteur comprend, en outre, au moins un déflecteur, qui est monté sur le diffuseur et qui est adapté pour diriger au moins un des jets d'air diffusés à travers la fente selon une direction moyenne inclinée par rapport à un axe perpendiculaire à un côté du caisson. Grâce à l'invention, le ou les déflecteurs montés sur le diffuseur du ventiloconvecteur permettent de dévier le jet d'air dirigé vers une cassette adjacente. Le jet d'air du ventilo-convecteur disposé à côté est dévié de manière similaire, de sorte que les deux jets ne se rencontrent pas frontalement.

Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un ventilo- convecteur peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises dans toute combinaison techniquement admissible : - Le ou les déflecteurs sont disposés, sur le trajet d'écoulement de l'air, en aval d'une surface en pente, configurée pour redresser l'air dans une direction contenue dans le plan de diffusion. - Le diffuseur comprend un cadre qui délimite un bord inférieur de la fente et chaque déflecteur est disposé au voisinage d'un coin du diffuseur et comprend une surface qui s'étend parallèlement à un côté du diffuseur. - Chaque déflecteur comprend une paroi rectiligne et une paroi convexe qui s'étendent entre deux bords, dont un bord de fuite. - La paroi convexe comprend une portion rectiligne qui délimite le bord de fuite et qui marque avec la paroi rectiligne un angle compris entre 10° et 40°. - Chaque déflecteur présente une longueur, calculée comme la projection de la distance entre le bord de fuite et l'autre bord sur un plan prolongeant la portion rectiligne de la paroi convexe, qui est comprise entre 30 mm et 100 mm. - Chaque déflecteur présente une largeur, calculée comme la distance du bord opposé au bord de fuite à un plan prolongeant la portion rectiligne de la paroi convexe, qui est comprise entre 5 et 85 mm. - Le ou les déflecteurs sont positionnés en retrait par rapport à un bord extérieur du diffuseur, notamment à une distance de 15 mm. - Le ou les déflecteurs présentent une épaisseur, qui est supérieure ou égale à l'épaisseur de la fente. L'invention concerne également un ensemble d'au moins deux ventilo-convecteurs appartenant à une installation de conditionnement d'air, ces ventilo-convecteurs étant disposés face-à-face dans un faux plafond. Les ventilo-convecteurs sont tels que décrits précédemment et sont agencés de manière que, en fonctionnement, des jets d'air provenant de deux bords en vis-à-vis des ventilo-convecteurs sont déviés selon des directions moyennes décalées l'une par rapport à l'autre et non-sécantes. L'invention et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un ventilo-convecteur conforme à son principe, donné uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un ventilo-convecteur conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective du ventilo-convecteur de la figure 1 en configuration assemblée, - la figure 3 est une vue en perspective et à plus grande échelle d'un diffuseur appartenant au ventilo-convecteur des figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue de face et à plus grande échelle d'un déflecteur appartenant au diffuseur de la figure 3, - la figure 5 est une vue en perspective du déflecteur de la figure 4, et - la figure 6 représente une disposition schématique de deux diffuseurs appartenant à deux ventilo-convecteurs disposés face à face, au sein d'une installation de conditionnement d'air.

Sur la figure 1 est représenté un ventilo-convecteur 1. Ce ventilo-convecteur 1 est prévu pour être logé dans un faux plafond d'une pièce. Ce type de ventilo-convecteur est couramment appelé « cassette de diffusion». Il appartient à une installation de conditionnement d'air. Dans ce document, les directions « haut », « bas », « supérieure » et « inférieure » doivent être interprétées par rapport à une configuration montée du ventilo-convecteur 1 dans le faux-plafond. Le ventilo-convecteur 1 comprend un caisson parallélépipédique 2 comprenant quatre côtés 22 dont deux sont visibles sur les figures, et une paroi inférieure 2a. On note X2 et Y2 deux axes perpendiculaires aux deux paires de côtés opposés 22 du caisson 2.

Les axes X2 et Y2 sont orthogonaux du fait de la section rectangulaire du caisson 2.

A l'intérieur du caisson 2 sont disposés des moyens M1 d'aspiration et de refoulement de l'air à l'intérieur de la pièce. Ces moyens M1 sont formés par un groupe moto-ventilateur comprenant un moteur électrique 4 et une roue 6. Le moteur électrique 4 est fixé à l'intérieur du caisson 2 par un trépied non représenté et entraine la roue 6 en rotation autour d'un axe Z6, qui est sensiblement vertical en configuration montée de la cassette dans le faux-plafond. L'axe Z6 est perpendiculaire aux axes X2 et Y2. Une batterie à eau 8 est disposée coaxialement autour de la roue 6. Cette batterie à eau 8 présente une géométrie tubulaire. Elle peut être alimentée avec de l'eau chaude ou de l'eau froide, en fonction du type de traitement thermique souhaité. La batterie à eau 8 est un échangeur thermique qui est partiellement reçu dans un logement circulaire 100 d'un bac à condensats 10. Le bac à condensats 10 est disposé en dessous de la batterie à eau 8. En mode climatisation, l'air ventilé par la roue 6 est refroidi et une partie de l'air est susceptible de se condenser. Le bac à condensats 10 permet de récupérer, par gravité, les gouttes d'eau issues de la condensation.

Un diffuseur 16 est disposé en dessous du bac à condensats 10. Ce diffuseur est réalisé en polystyrène expansé et fait saillie par rapport à la paroi inférieure 2a du caisson 2, si bien qu'il délimite avec le caisson 2 une fente périphérique de diffusion 20. La fente 20 s'étend sur trois côtés du ventilo-convecteur 1 entre le diffuseur 16 et la paroi inférieure 2a du caisson 2.

Par ailleurs, le diffuseur 16 comprend une grille de reprise 12, qui est fixée dans un cadre 18 assemblé sur la paroi inférieure du diffuseur 16. Un joint 14 assure l'étanchéité entre les pièces 10 et 16 du côté dépourvu de la fente 20. Comme visible à la figure 2, le diffuseur 16 est adapté pour diffuser de l'air globalement dans trois directions moyennes F1, F2 et F3 à travers la fente 20. Les directions moyennes F1, F2 et F3 représentent chacune la direction suivie « en moyenne » par chaque ligne de flux d'air le long d'un des trois côtés de la fente 20, c'est-à-dire la direction du jet globalement soufflé par ce côté de la fente. Ainsi, l'angle des directions F1, F2 et F3 par rapport à l'axe X2 ou Y2 est égal à la moyenne des angles mesurés par rapport à l'axe X2 ou Y2 des directions des lignes de flux d'air émis sur un côté de la fente. Les trois directions F1, F2 et F3 sont comprises dans un plan de diffusion P16 qui correspond globalement à la surface du plafond en configuration montée de la cassette dans le faux-plafond. Le plan P16 est parallèle aux axes X2 et Y2. Le ventiloconvecteur 1 est donc une cassette à trois voies. Les directions F2 et F3 sont parallèles et de sens opposé. Elles sont inclinées par rapport à l'axe X2. La direction F1 est oblique par rapport aux directions F2 et F3.

Par ailleurs, les cassettes à quatre voies diffèrent du ventilo-convecteur 1 seulement de part le diffuseur qu'elles utilisent. On parle donc de cassettes polyvalentes. Comme mieux visible à la figure 3, le diffuseur 16 a globalement la forme d'un cadre rectangulaire comprenant une découpe rectangulaire 016 de réception d'un filtre 176. Le filtre 176 permet de filtrer les particules fines ou autres poussières contenues dans l'air, de manière à ne pas encrasser le ventilo-convecteur 1 et à « abattre » la pollution particulaire du local. A la figure 1, le filtre 176 est légèrement surélevé pour faciliter sa visualisation. Le filtre 176 est maintenu par la grille de reprise 12 d'une part et par un épaulement situé dans le pourtour intérieur de l'ouverture inférieure du bac à condensats 10. Des loquets 177 permettent de maintenir le diffuseur 16 en place pendant que le monteur serre des vis de fixation dans des taraudages disposés aux quatre coins du diffuseur 16. Le diffuseur 16 comporte quatre côtés 160a, 160b, 160c et 160d perpendiculaires deux à deux. Les côtés 160a et 160c diffusent respectivement les jets d'air dirigés selon les directions F2 et F3, alors que le côté 160b diffuse le jet d'air dirigé selon la direction F1. Le côté 160d est plus épais que les autres côtés et son épaisseur est en pratique supérieure ou égale à l'épaisseur de la fente 20 de sorte que l'air ne peut pas être diffusé par le côté 160d. Le diffuseur 16 comprend une surface 162 en pente par rapport aux axes X2, Y2 et Z6 qui s'étend sur toute la périphérie de la découpe 016. Cette surface 162 est incurvée et permet de transformer un flux d'air vertical en un flux d'air horizontal contenu dans le plan de diffusion P16, comme représenté par les lignes de flux d'air F4. Le diffuseur 16 comprend un bord rectangulaire extérieur 161, qui est un bord inférieur de la fente 20. Deux déflecteurs 164 sont disposés au voisinage de deux coins opposés du diffuseur 16, respectivement des coins 16A et 16C représentés en haut à gauche et en bas à droite à la figure 3. Ces deux déflecteurs 164 sont disposés sur les côtés 160a et 160c et sont monoblocs avec le diffuseur 16. Les déflecteurs 164 sont disposés en aval de la surface 162 sur le trajet de l'écoulement d'air. Dans la suite de la description, un seul déflecteur 164 est décrit puisque les deux déflecteurs 164 sont identiques. Comme mieux visible aux figures 4 et 5, le déflecteur 164 comprend une paroi rectiligne 170 et une paroi convexe 172 qui s'étendent entre deux bords 166 et 168. Dans l'exemple, le bord 166 forme un bord de fuite du déflecteur 164. La paroi convexe 172 est tournée vers le bord extérieur 161 du diffuseur 16 et la paroi rectiligne 170 est tournée vers la surface en pente 162. La paroi rectiligne 170 guide le flux d'air F4 débouchant à proximité du coin 16A ou 16C, lors du fonctionnement du ventilo-convecteur 1. La paroi convexe 172 du déflecteur 164 comprend une portion rectiligne 171 qui délimite le bord de fuite 166. Cette portion rectiligne 171 marque avec la paroi rectiligne 170 un angle A compris entre 10° et 40°, de préférice égal à 18°. En outre, le déflecteur 164 présente une longueur L, calculée comme la projection de la distance entre le bord de fuite 166 et le bord 168 sur un plan P1 prolongeant la portion rectiligne 171 de la paroi convexe 170. En pratique, la longueur L est comprise entre 30 mm et 100 mm, de préférence égale à 60 mm. De plus, le déflecteur 164 présente une largeur f, calculée comme la distance du bord 168 au plan Pl. En pratique, la largeur est comprise entre 5 et 85 mm, de préférence égale à 19,5 mm. Comme visible à la figure 3, la portion rectiligne 171 des déflecteurs 164 s'étend parallèlement aux côtés 160a et 160c du diffuseur 16. Les déflecteurs 164 sont positionnés en retrait d'une distance dl par rapport au bord extérieur 161 du diffuseur 16.

Cela a pour avantage de limiter son apparence pour un observateur extérieur afin de préserver l'impression d'une fente homogène des deux côtés de la machine. Le diffuseur 16 comprend des reliefs arrondis 163 qui sont disposés au voisinage des coins 16A, 16B, 16C et 16D. Le bord 168 de chaque déflecteur 164 est disposé en pratique contre le relief arrondi adjacent 163 de manière à éviter toute fuite d'air entre les pièce 163 et164. Par ailleurs, chaque déflecteur 164 présente une épaisseur e144 qui est supérieure ou égale à l'épaisseur de la fente 20, de sorte que le déflecteur 164 affleure ou est au contact de la paroi intérieure du caisson 2. Ainsi, il n'y a pas de fuite d'air passant au-dessus du déflecteur 164 à travers la fente 20, c'est-à-dire entre le déflecteur 164 et la paroi inférieure 2a du caisson 2.

Sur la figure 6 sont représentés deux diffuseurs 16 disposés côte-à-côte et en vue de dessus. Ces diffuseurs sont séparés d'une distance d2 comprise entre 1,2 m à 1,35 m, qui correspond à la distance observée en pratique entre deux cassettes adjacentes. Le reste des composants des cassettes est omis pour une meilleure visualisation des flux. En fonctionnement, l'air ambiant de la pièce est aspiré à travers la grille de reprise 12 du fait de la dépression générée par la rotation de la roue 6 autour de l'axe Z6. L'air traverse la grille de reprise 12 et le filtre 176 du diffuseur 16. L'air est ensuite expulsé de manière centrifuge par les aubes de la roue 6 et traverse la batterie à eau 8. Dans le cas d'une climatisation, l'air traversant la batterie à eau 8 se refroidit et est guidé verticalement en direction du diffuseur 16 dans l'espace présent entre les parois verticales internes du caisson 2 et la périphérie de la batterie 8. En pratique, l'air ambiant aspiré est mélangé avec un air « sain » ou hygiénique, qui est injecté à partir d'une centrale de ventilation dans le ventilo-convecteur 1. Le débit d'air aspiré à l'intérieur de la pièce est de plusieurs centaines de mètres cubes par heure, alors que le débit d'air sain est de plusieurs dizaines de mètres cubes par heure. Par ailleurs, l'arrivée d'air sain dans le ventilo-convecteur 1 ne se fait pas à contre flux avec l'air aspiré pour ne pas diminuer le rendement du moteur 4. Dans l'exemple, l'arrivée d'air sain s'effectue au niveau du bac à condensats 10. La surface de la pente 162 du diffuseur 16 redresse le flux d'air ventilé par la roue 6, c'est-à-dire qu'elle transforme un jet d'air globalement vertical en un jet d'air globalement horizontal. L'air est ensuite éjecté par la fente 20 du ventilo-convecteur 1 dans les trois directions F1, F2 et F3. Le fait que le ventilo-convecteur 1 diffuse de l'air à proximité du plafond permet de profiter de l'effet « Coanda », qui se traduit par le fait que le jet d'air « lèche » le plafond et la portée du jet est augmentée. La majeure partie du flux d'air redressé F4 est diffusée globalement perpendiculairement à un côté du caisson 2, c'est-à-dire selon les axes X2 ou Y2. Cependant, les lignes de flux d'air débouchant au voisinage des déflecteurs 164 sont déviées. Ces lignes de flux longent la paroi rectiligne 170 des déflecteurs 164 et sont dirigées selon une direction F5 parallèle à la paroi 170. La direction F5 est inclinée d'environ 70° par rapport à l'axe X2. Lorsque l'ange A vaut 18°, la direction F5 est inclinée de 72° par rapport à l'axe X2. Les flux dàir issus des déflecteurs 164 percutent donc les flux d'air « droits » F4 et modifient leurs directions. Par conséquent, les jets d'air diffusés en sortie de la fente 20 sur les côtés 160a et 160c et qui résultent de la combinaison des flux d'air « droits » dirigés dans le sens des flèches F4 et des flux d'air déviés selon la direction F5, sont dirigés en moyenne selon la direction F2 ou F3 qui est inclinée par rapport à l'axe X2. Ainsi, lorsque deux ventilo-convecteurs 1 sont disposés face-à-face, les jets d'air F3 diffusés par les ventilo-convecteurs l'un envers l'autre, c'est-à-dire provenant de deux bords en vis-à-vis des deux ventilo-convecteurs, et selon les directions F2 et F3, ne se croisent pas frontalement. Ces jets sont en effet déviés selon les directions F2 et F3 qui sont décalées l'une par rapport à l'autre et non-sécantes. Autrement dit, les directions F2 et F3 sont parallèles et non-confondues. L'interaction entre les deux jets d'air est limitée et il n'y a pas, ou peu d'écoulement froid descendant qui se forme. En variante non représentée, les déflecteurs 164 sont rapportés sur le diffuseur 16, notamment par collage ou soudage.

En variante non représentée, les déflecteurs 164 sont montés sur un diffuseur approprié à un ventilo-convecteur quatre voies. Dans ce cas, le côté 160d du diffuseur 16 diffuse également de l'air et un déflecteur 164 peut être monté de ce côté ou sur le côté opposé si une autre cassette se trouve en face du côté 160d.

Les caractéristiques techniques des variantes et modes de réalisation envisagés ci-dessus peuvent être combinées entre elles pour générer de nouveaux modes de réalisation de l'invention.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1.- Ventilo-convecteur (1) intégrable à un faux-plafond, comprenant : - un caisson (2), et - un diffuseur (16), qui délimite avec le caisson une fente de diffusion (20), adaptée pour diffuser des jets d'air dans au moins trois directions moyennes (F1, F2, F3) contenues dans un plan de diffusion (P16), caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, au moins un déflecteur (164), qui est monté sur le diffuseur (16) et qui est adapté pour diriger au moins un des jets d'air diffusés à travers la fente (20) selon une direction moyenne (F2, F3) inclinée par rapport à un axe (X2) perpendiculaire à un côté (22) du caisson (2).
2. 2.- Ventilo-convecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les déflecteurs (164) sont disposés, sur le trajet d'écoulement de l'air, en aval d'une surface (162) en pente, configurée pour redresser l'air dans une direction (F1, F2, F3) contenue dans le plan de diffusion (P16).
3. 3.- Ventilo-convecteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le diffuseur (16) comprend un cadre qui délimite un bord inférieur (161) de la fente (20) et en ce que chaque déflecteur (164) est disposé au voisinage d'un coin (16A, 16C) du diffuseur et comprend une surface (171) qui s'étend parallèlement à un côté (160a, 160c) du diffuseur.
4. 4.- Ventilo-convecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque déflecteur (164) comprend une paroi rectiligne (170) et une paroi convexe (172) qui s'étendent entre deux bords (166, 168), dont un bord de fuite (166).
5. 5.- Ventilo-convecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi convexe (172) comprend une portion rectiligne (171) qui délimite le bord de fuite (166) et qui marque avec la paroi rectiligne un angle (A) compris entre 10° et 40°.
6. 6.- Ventilo-convecteur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que chaque déflecteur (164) présente une longueur (L), calculée comme la projection de la distance entre le bord de fuite (166) et l'autre bord (168) sur un plan (P1) prolongeant laportion rectiligne (171) de la paroi convexe (172), qui est comprise entre 30 mm et 100 MM.
7. 7.- Ventilo-convecteur selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque déflecteur (164) présente une largeur (e), calculée comme la distance du bord (168) opposé au bord de fuite (166) à un plan (P1) prolongeant la portion rectiligne (171) de la paroi convexe (172), qui est comprise entre 5 et 85 mm.
8. 8.- Ventilo-convecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les déflecteurs (164) sont positionnés en retrait par rapport à un bord extérieur (161) du diffuseur (16), notamment à une distance (dl) de 15 mm.
9. 9.- Ventilo-convecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les déflecteurs (164) présentent une épaisseur (e164), qui est supérieure ou égale à l'épaisseur de la fente (20).
10. 10.- Ensemble d'au moins deux ventilo-convecteurs (1) appartenant à une installation de conditionnement d'air, ces ventilo-convecteurs étant disposés face-à-face dans un faux plafond, l'ensemble étant caractérisé en ce que les ventilo-convecteurs (1) sont selon l'une des revendications précédentes et sont agencés de manière que, en fonctionnement, des jets d'air provenant de deux bords en vis-à-vis des ventiloconvecteurs sont déviés selon des directions moyennes (F2, F3) décalées l'une par rapport à l'autre et non-sécantes.25