FR3070752A1 - Procede de regulation en debit et en pression d'une installation de ventilation - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de régulation d'une installation de ventilation (10), comprenant les étapes suivantes : - moduler l'obturation d'une bouche (18) pour que le débit traversant la bouche tende vers une valeur consigne de débit, - déterminer un état de modulation de la bouche (18) en fonction de la pression d'air au niveau de la bouche, - si l'état de modulation déterminé de la bouche (18) est non-conforme à un critère prédéterminé, moduler la vitesse d'un groupe de ventilation pour ajuster la pression d'air extrait ou insufflé de manière à rendre l'état de la bouche conforme, - si l'état de modulation déterminé de la bouche (18) est conforme au critère prédéterminé, moduler la vitesse du groupe de ventilation (16) pour ajuster la pression d'air extrait ou insufflé et atteindre une valeur minimale de pression permettant de maintenir l'état de la bouche conforme.

Description

PROCEDE DE REGULATION EN DEBIT ET EN PRESSION D'UNE
INSTALLATION DE VENTILATION
La présente invention concerne la régulation d'installations comportant une ou plusieurs conduites de ventilation pour extraire l'air vicié et/ou insuffler de l'air frais dans des locaux.
Ces installations comprennent des bouches d'insufflation ou d’extraction débouchant dans un local et connectées aux conduites de ventilation pour diffuser, limiter, régler ou encore moduler, le débit d’air circulant au niveau de cette ouverture sur le local. Il existe différents types de bouches, notamment les bouches dites « Hygroréglables » et « autoréglables ».
Les bouches d’extraction dites « Hygroréglables » sont équipées d’une ouverture qui s’ouvre plus ou moins, en fonction d’une mesure d’hygrométrie faite au niveau de la bouche. On connaît également des bouches d’extraction conçues, comme les bouches hygroréglables, pour moduler le débit d’air qui les traverse au moyen d’un volet, mais pour lesquelles le réglage de la position du volet dans l’orifice de la bouche répond à un autre critère, qui peut être de qualité d’air (COV, CO2 par exemple), de présence d’un utilisateur (capteur de mouvement, micro) ou encore d’une demande utilisateur (activation du grand débit cuisine).
Les bouches d'extraction dites « autoréglables » sont conçues pour faire circuler un débit quasi constant pour une pression pouvant varier dans une plage limitée déterminée. Ainsi, par exemple une bouche d’extraction de ce type peut être dimensionnée pour extraire un débit d'air nominal de 30m3/h pour une dépression maintenue entre 50Pa et 160Pa au niveau d'un groupe de ventilation connecté aux conduites de ventilation pour faire circuler l'air. En dessous et au-dessus de cette plage de pression, le débit d'air nominal de 30m3/h n'est plus inconditionnellement maintenu. Ces bouches d'extraction autoréglables ont donc une courbe de fonctionnement débit/pression (Q=f(P)) comprenant un plateau de débit, ou une zone sensiblement verticale si l'abscisse et l'ordonnée sont inversées, formé dans une plage de pression donnée. En effet, la régulation de ces bouches d'extraction est mécanique et ne permet donc pas de maintenir une valeur de débit réellement constante, seulement une valeur de débit quasi-constante.
Ces bouches d'extraction autoréglables peuvent également être conçues pour être à débit ajustable ou modulable, c'est-à-dire que la valeur de débit d'air nominal peut être ajustée ou modulée. En particulier, ces bouches d'extraction à débit ajustable comprennent un circuit modulateur de débit apte à commander le déplacement d'un organe de modulation de la section de passage de l'air à travers la bouche. De telles bouches d'extraction et leur modulation autour d'une valeur consigne de débit sont par exemple décrites dans le document FR. 3 040 088 Al. Ainsi, ces bouches d'extraction à débit ajustable peuvent être modulées de manière à avoir plusieurs états d'ouverture de la bouche d'extraction définissant plusieurs courbes de fonctionnement débit/pression, et donc plusieurs valeurs de débit d'air nominal possibles. Ces bouches sont modulées
Par ailleurs, il est connu pour la régulation des installations de ventilation d'utiliser un groupe de ventilation modulé sur la base d’un capteur tout ou rien en fond de colonne, ou dit autrement, placé sur les extrémités du réseau de gaines de ventilation. C'est par exemple le cas du document FR 2 932 552 Al. Dans ce document, la modulation mise en œuvre vise à déterminer le juste besoin en pression du réseau. Elle est fonction d’un changement d’état dudit capteur visant particulièrement la bouche la plus défavorisée. Ainsi, cette modulation vise à diminuer la consigne de pression du groupe de ventilation jusqu'à ce qu'un changement d'état indique que la pression est insuffisante, ou le cas échéant augmenter la consigne en pression jusqu'à ce qu'un changement d'état de ce capteur indique que la pression fournie est suffisante sans être forcément excessive.
Un défaut majeur constaté avec une installation telle que décrite cidessus est que certaines bouches d'extraction se trouvent favorisées et présentent un excès de pression tandis que d'autres bouches d'extraction ont, au mieux, juste le niveau de pression nécessaire pour garantir le débit minimal demandé. Cet excès de pression se traduira par un excès de débit. Cet excès de débit est un débit déperditif supplémentaire qui induira un surcroît de consommation de chauffage pour une qualité d'air donnée.
Il existe donc un besoin pour une régulation d'installation de ventilation permettant de moduler de manière optimale la pression imposée par le groupe de ventilation, de manière à garantir les débits demandés à chacune des bouches sans excès de pression, tout en adaptant en permanence le régime de ventilation au juste besoin, de manière à optimiser la gêne acoustique et la consommation du système.
Pour cela, l'invention concerne un procédé de régulation d'une installation de ventilation comprenant :
- au moins une conduite de ventilation,
- au moins une bouche d'extraction ou d'insufflation d'air reliée à ladite au moins une conduite de ventilation,
- un groupe de ventilation relié à ladite au moins une conduite de ventilation, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- moduler l'obturation de ladite au moins une bouche, à la suite de la réalisation d'un évènement, pour que le débit traversant ladite au moins une bouche tende vers une valeur consigne de débit,
- déterminer un état de modulation de ladite au moins une bouche en fonction de la pression au niveau de ladite au moins une bouche,
- si l'état de modulation déterminé de ladite au moins une bouche est non-conforme à un critère prédéterminé, moduler la vitesse du groupe de ventilation pour ajuster la pression d'air extrait ou insufflé de manière à rendre l'état de ladite bouche conforme,
- si l'état de modulation déterminé de ladite au moins une bouche est conforme au critère prédéterminé, moduler la vitesse du groupe de ventilation pour ajuster la pression d'air extrait ou insufflé et atteindre une valeur minimale de pression permettant de maintenir l'état de ladite bouche conforme.
D'une part, la modulation de l'obturation de ladite au moins bouche permet de réguler le débit d'air la traversant pour fournir un débit d'air traversant la bouche au plus près de la valeur consigne de débit demandée.
D'autre part, la modulation de la vitesse du groupe de ventilation permet de garantir le maintien de la bouche dans une plage de fonctionnement lui permettant de réguler le débit d'air la traversant pour une valeur minimale de pression.
Cette double modulation de l'obturation et de la vitesse du groupe de ventilation permet ainsi de garantir le débit demandé au niveau de ladite au moins une bouche, tout en adaptant en permanence le régime de ventilation au juste besoin de pression non plus seulement de la bouche - typiquement en fond de colonne - la plus défavorisée, mais de quasi toutes les bouches de l'installation. Ceci permet d'optimiser la gêne acoustique et la consommation de l'installation de ventilation.
De plus, lorsque l'installation de ventilation comporte une pluralité de bouches, le procédé de régulation selon l'invention permet, par la modulation de l'obturation de chacune des bouches et la modulation de la vitesse du groupe de ventilation en fonction de l'ensemble des bouches 18, de rendre la régulation de l'installation plus précise et plus efficace. En effet, cette double modulation permet de prendre en considération l'évolution de la capacité à réguler de chacune des bouches pour agir de manière combinée sur la pression fournie par le groupe de ventilation et le degré d'obturation de chaque bouche pour lui permettre de fournir le débit demandé au niveau de chacune des bouches. Dès lors, il n'est pas nécessaire de connaître préalablement la position de la bouche la plus défavorisée pour réguler au mieux l'installation par rapport au fonctionnement de celle-ci.
Selon un mode de réalisation du procédé de régulation, l'étape de détermination d'un état de modulation et les deux étapes de modulation de la vitesse du groupe de ventilation sont également mises en œuvre antérieurement à l'étape de modulation du débit.
Selon un mode de réalisation du procédé de régulation, celui-ci comprend en outre une étape additionnelle de détermination de l'état de modulation de ladite au moins une bouche après ou de manière simultanée à l'étape de modulation de la vitesse du groupe de ventilation pour ajuster la pression d'air extrait ou insufflé de manière à rendre l'état de ladite bouche conforme.
Selon un mode de réalisation du procédé de régulation, l'évènement est l'un au moins parmi une variation de la valeur consigne de débit et une variation de la pression d'air extrait ou insufflé au niveau de la bouche et variation de pression par le groupe de ventilation et un écart à la consigne au niveau de la bouche.
Selon un mode de réalisation du procédé de régulation, la conformité de l'état de modulation de ladite au moins une bouche est fonction de la capacité de ladite au moins une bouche à maintenir une valeur de débit nominal dans une plage de valeurs de la pression au niveau de ladite au moins une bouche.
Selon un mode de réalisation du procédé de régulation, les états de modulation de ladite au moins une bouche sont définis comme suit :
- l'état de modulation est conforme lorsque la pression de l'air au niveau de ladite au moins une bouche est supérieure à un seuil bas de pression, et
- l'état de modulation est non-conforme lorsque la pression de l'air au niveau de ladite au moins une bouche est inférieure à un seuil bas de pression.
Selon un mode de réalisation du procédé de régulation, les états de modulation de ladite au moins une bouche sont définis comme suit :
- l'état de modulation est conforme lorsque la pression de l'air au niveau de ladite au moins une bouche est comprise entre le seuil bas de pression et un seuil haut de pression, et
- l'état de modulation est non-conforme lorsque la pression de l'air au niveau de ladite au moins une bouche n'est pas comprise entre le seuil bas de pression et le seuil haut de pression.
Selon un mode de réalisation du procédé de régulation, les seuils bas et haut de pression sont définis de telle sorte que le débit d'air traversant ladite au moins une bouche est sensiblement constant ou maintenu égal à la valeur consigne de débit d'air entre les seuils bas et haut de pression.
Selon un mode de réalisation du procédé de régulation, l'étape de détermination de l'état de modulation comprend la détermination du seuil bas de pression.
Selon un mode de réalisation du procédé de régulation, l'installation de ventilation comprend des moyens d'obturation de ladite au moins une bouche configurés pour être déplacés dans une plage de modulation comprenant au moins une position de fonctionnement et au moins une position de butée, le procédé comprenant en outre les étapes suivantes :
- déterminer la position dans laquelle les moyens d'obturation sont disposés,
- si les moyens d'obturation sont disposés dans ou au-delà de ladite au moins une position prédéterminée ou de butée, définir l'état de modulation de la bouche comme étant non conforme,
- mettre en œuvre l'étape de détermination et les première et deuxième étapes de modulation de la vitesse du groupe de ventilation.
Il est également proposé un procédé de gestion d'une installation de ventilation, dans lequel le procédé de régulation présenté ci-avant est répété au moins à deux reprises.
Selon un mode de réalisation du procédé de gestion, le procédé de régulation est répété de manière continue.
Selon un mode de réalisation du procédé de gestion, le procédé de régulation est répété avec un intervalle de temps prédéterminé entre deux répétitions.
Il est en outre proposé une installation de ventilation configurée pour mettre en œuvre un procédé de régulation tel que décrit ci-avant, l'installation comprenant :
- au moins une conduite de ventilation,
- au moins une bouche d'extraction ou d'insufflation d'air reliée à ladite au moins une conduite de ventilation,
- un groupe de ventilation relié à ladite au moins une conduite de ventilation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation préférés de l’invention, donnée à titre d’exemple et en référence au dessin annexé.
La figure 1 représente schématiquement une installation de ventilation de locaux comprenant une pluralité de bouche d'extraction ou d'insufflation.
La figure 2 représente une courbe de réponse d'une bouche d'extraction ou d'insufflation autoréglable.
Les figures 3a et 3b représentent schématiquement une vue en coupe d'une bouche d'extraction ou d'insufflation d'air autoréglable à débit ajustable ou modulable comprenant des moyens d'obturation respectivement en positions intermédiaire et de complète ouverture.
La figure 4 représente un logigramme de fonctionnement d'un procédé de régulation d'une installation de ventilation telle que représentée sur la figure 1.
Tel que représenté sur la figure 1, une installation 10 de ventilation est raccordée à des locaux 12 pour en extraire l'air présent par aspiration, à travers un réseau de conduites de ventilation 14. Pour des raisons de clarté, la présente description sera focalisée sur une installation d'extraction d'air. Toutefois, le procédé de régulation décrit ci-dessous s'applique également à une installation de ventilation permettant d'insuffler de l'air à l'intérieur de ces locaux 12.
L'installation 10 comprend un groupe de ventilation 16 raccordé au réseau de conduites de ventilation 14 pour mettre en mouvement l'air à l'intérieur des conduites de ventilation 14. Ainsi, le groupe de ventilation 16 permet de générer dans le cas d'extraction, une dépression dans le réseau de conduites de ventilation 14 et d'extraire l'air des locaux 12 vers l'extérieur de l'installation de ventilation 10. Le groupe de ventilation 16 comprend de préférence un moteur couplé à un ventilateur pour réaliser la mise en mouvement de l'air dans le réseau des conduites de ventilation 14. Selon la vitesse du groupe de ventilation, de préférence la vitesse de rotation du moteur, la dépression générée par le groupe de ventilation est plus ou moins forte.
L'installation de ventilation 10 comprend en outre une pluralité de bouches 18 débouchant à l'intérieur d'un local 12 pour permettre au réseau de conduites de ventilation 14 d'être en communication de fluide avec les locaux
12. L'installation est ici représentée avec trois bouches mais peut comporter une ou plusieurs bouches 18, i.e. au moins une bouche 18. Chaque bouche 18 est équipée d’un ou plusieurs obturateurs modulant la perte de charge de la bouche 18, tels que des volets ou un boisseau.
Les bouches 18 sont de préférence de type autoréglable fonctionnant avec une différence de pression supérieure à un seuil minimal de pression différentielle Pmin, appelé plus généralement seuil bas de pression Pmin. Une bouche autoréglable extrait l’air selon un débit d’air bridé à une valeur de débit d'air nominale Qn, c'est-à-dire ne pouvant croître que selon une pente très faible dès que la pression différentielle qui lui est appliquée dépasse le seuil bas de pression Pmin.
Une courbe de réponse 26 d'une bouche 18 autoréglable à débit bridé est représentée sur la figure 2. L'abscisse représente la pression différentielle au niveau de la bouche 18. Par soucis de concision, la pression au niveau de la bouche 18 sera employée à la place de la pression différentielle au niveau de la bouche 18. L'ordonnée représente le débit d'air Qb traversant la bouche 18. On aperçoit sur la courbe de réponse 26 un tronçon central 28 représentant un état de modulation de la bouche 18 durant lequel le débit d'air Qb est sensiblement constant, à une valeur de débit appelée la valeur consigne de débit d'air Qn.
Lorsque la bouche 18 est dans un état de modulation situé au niveau du tronçon central 28, l'état de modulation est dit conforme. Dès lors, un état de modulation conforme de la bouche 18 correspond à un état de modulation dans lequel la bouche 18 est apte à faire en sorte que le débit d'air la traversant soit sensiblement égal ou égal à une valeur consigne de débit d'air Qn. Ainsi, on associe la conformité de l'état de modulation à la capacité d'une bouche 18 à réguler le débit d'air la traversant à sa valeur consigne de débit d'air Qn. Le tronçon central 28 est défini au-dessus d'un seuil bas de pression correspondant au seuil bas de pression Pmin évoqué ci-dessus. De préférence, l'état de modulation est défini comme conforme lorsque la pression de l'air au niveau de ladite au moins une bouche 18 est supérieure au seuil bas de pression Pmin. Plus particulièrement, le tronçon central 28 est défini entre le seuil bas de pression Pmin et un seuil haut de pression Pmax. Les seuils bas Pmin et haut Pmax de pression sont de préférence définis de telle sorte que le débit d'air traversant ladite au moins une bouche 18 est sensiblement constant entre les seuils bas Pmin et haut Pmax de pression. Ainsi, de manière encore préférée, l'état de modulation est défini comme conforme lorsque la pression de l'air au niveau de ladite au moins une bouche 18 est comprise entre le seuil bas de pression Pmin et le seuil haut de pression Pmax.
Inversement, un état de modulation de la bouche 18 défini comme non conforme correspond à un état de modulation situé en dehors du tronçon central 28. De préférence, l'état de modulation non conforme correspond à un état de modulation dans lequel la pression au niveau de la bouche 18 n'est pas comprise entre les seuils bas Pmin et haut Pmax de pression. En d'autres termes, l'état de modulation non conforme correspond à un état dans lequel la bouche 18 n'est pas capable de maintenir le débit d'air la traversant à la valeur consigne de débit d'air Qn car le niveau de pression au niveau de la bouche 18 est inadapté.
De plus, les bouches 18 sont de préférence à débit modulable ou ajustable. En d'autres termes, les bouches 18 sont configurées pour modifier leur valeur consigne de débit d'air Qn et moduler le débit d'air traversant la bouche 18 autour de cette valeur consigne de débit Qn. Pour réaliser cette modification de la valeur consigne de débit d'air Qn, les bouches 18 à débit ajustable peuvent comprendre un circuit modulateur de débit apte à commander le déplacement d'un organe de modulation de la section de passage de l'air à travers la bouche. Cet organe de modulation permet ainsi de moduler l'obturation de la bouche. Il est bon de noter que la modification de la valeur consigne de débit d'air Qn entraîne la variation des seuils bas Pmin et haut Pmax de pression.
Ainsi de manière préférentielle, dans un premier mode de réalisation, le fonctionnement d'une telle bouche 18 comprend d'une part la modulation du débit d'air Qb traversant la bouche 18 autour de la valeur consigne de débit d'air Qn et, d'autre part, la modification de la valeur consigne de débit d'air Qn en fonction du besoin d'extraction d'air dans le local 12.
Pour réaliser la modulation du débit d'air traversant la bouche 18, la bouche 18 comprend de préférence un dispositif de détermination du débit d'air traversant la bouche 18. Ainsi, la bouche 18 est capable de comparer la valeur consigne de débit d'air Qn et la valeur déterminée de débit d'air traversant la bouche 18 pour déterminer si le besoin en extraction est respecté. Le dispositif de détermination du débit est de préférence un dispositif de mesure du débit présent dans la bouche 18 et comprenant l'un ou plusieurs parmi une éolienne, un ou plusieurs fil chaud ou une mesure de pression de part et d'autre d'un organe déprimogène.
De manière alternative à une mesure de débit, une cartographie de la bouche 18 peut être réalisée pour déterminer le débit d'air Qb traversant la bouche 18 pour une plage de pression donnée en amont de cette dernière. Cette cartographie peut correspondre à une série d'essais permettant de déterminer une valeur de débit d'air traversant la bouche 18 en fonction de la position des moyens d'obturation 22 et de la pression en amont de la bouche 18. Une équation telle que présentée ci-dessous peut donc être établie pour une pluralité de valeurs du couple formé par Pamont, la pression en amont de la bouche 18, et Posobturateur, la position de l'obturateur :
Qb f (Pamont> P°sobturateur')
Un exemple d'une telle bouche 18 autoréglable à débit ajustable est représentée sur les figures 3a et 3b. La bouche 18 est ici disposée dans une position de fonctionnement dans laquelle elle est installée dans un trou ménagé à l'intérieur d'une cloison 20 d'un local 12. La bouche 18 est raccordée à une conduite de ventilation 14 à une extrémité et débouche à l'intérieur du local 12 au niveau d'une autre extrémité. Lors de la mise en fonctionnement du groupe de ventilation 16 dans une configuration d'extraction, l'air à l'intérieur du local 12 est aspiré depuis le local 12 vers le réseau de conduites de ventilation 14 en suivant les flèches représentées sur les figures 3a et 3b.
La bouche 18 comprend également des moyens d'obturation 22 de la section de passage de l'air à travers la bouche 18 pour permettre la modulation de l'obturation de la bouche 18. Lorsqu'une dépression est générée par le groupe de ventilation 16, les moyens d'obturation 22 permettent de faire varier le débit d'air Qb traversant la bouche 18.
Les moyens d'obturation 22 comprennent ici un élément mobile 24 le long d'un axe longitudinal A. La bouche 18 comporte en outre un actionneur 25 d'entraînement de l'élément mobile 24 - appelé aussi boisseau - le long de l'axe longitudinal A. L'élément mobile 24 et l'actionneur 25 permettent de réaliser la modulation de l'obturation de la bouche 18 de manière à rendre le débit mesuré traversant la bouche 18 sensiblement égal à la valeur consigne de débit d'air Qn. En particulier, la figure 3a représente l'élément mobile 24 en position intermédiaire d'ouverture et la figure 3b représente l'élément mobile 24 en position de complète ouverture. De manière alternative à un élément mobile 24 en translation, les moyens d'obturation 22 peuvent comprendre au moins un volet d'obturation mobile en rotation autour d'un axe de rotation perpendiculaire à l'axe longitudinal A.
Aussi, dans un deuxième mode réalisation plus basique, le fonctionnement d'une telle bouche 18 peut être tel que la position d'un élément mobile obturateur du débit traversant peut être directement liée au besoin de ventilation du local par exemple à la mesure de la qualité de l'air ou plus précisément à un niveau d'hygrométrie sans mesure de débit. Dans ce cas, la capacité de la bouche à fonctionner pourra être par exemple juste basée sur le niveau de pression en amont de la bouche 18
Tel que représenté sur la figure 4, un procédé de régulation 100 est proposé pour réguler une installation telle que l'installation de ventilation 10 comprenant au moins une bouche 18.
Le procédé de régulation 100 comporte une étape de modulation de l'obturation 102 de ladite au moins une bouche 18, à la suite de la réalisation d'un évènement, pour que le débit d'air traversant ladite au moins une bouche 18 tende vers une valeur consigne de débit. En d'autres termes, l'obturation de la bouche 18 est modulé pour que la valeur de débit mesurée tende vers la valeur consigne de débit d'air Qn qui correspond au besoin d'extraction d'air au niveau de la bouche 18. On entend par l'expression « à la suite de la réalisation d'un évènement », le fait que l'étape de modulation 102 est réalisée en réponse à un évènement ou après la détermination d'une information constituant l'évènement.
L'étape de modulation de l'obturation 102 comprend de préférence trois sous-étapes de détermination du débit d'air traversant la bouche 18, de comparaison de cette valeur de débit d'air à la valeur consigne de débit et de modulation de l'obturation de la bouche 18 en fonction du résultat de cette comparaison. L'étape de modulation 102 est par exemple réalisée à l'aide du dispositif de détermination décrit ci-avant. La valeur de débit déterminée est ensuite comparée à la valeur consigne de débit d'air Qn et, le cas échéant, l'obturation de la bouche 18 est modulé selon l'étape de modulation 102.
Cet évènement peut correspondre à une détermination d'une variation de la valeur consigne de débit. Dans ce cas, le débit traversant la bouche 18 ne correspond plus à la nouvelle valeur consigne de débit d'air Qn de sorte qu'une régulation du débit traversant la bouche 18 est préférable pour satisfaire le besoin d'extraction d'air. Cette variation de la valeur consigne de débit d'air Qn peut être due à une détection d'une variation du taux de dioxyde de carbone ou d'hygrométrie (Qn=f(HR), par exemple) ou encore à la détection d'une personne dans le local 12 ou encore à une demande directe de l'utilisateur, chacune entraînant le besoin d'une variation de l'air extrait par la bouche 18. Cette variation de valeur consigne peut alternativement avoir été commandée par un module de commande de l'installation de ventilation 10 en fonction d'un ou plusieurs paramètres de fonctionnement.
L'évènement peut alternativement correspondre à un ajustement de la pression d'air extrait ou insufflé par le groupe de ventilation 16. En effet, lorsque la pression d'air générée par le groupe de ventilation 16 varie, la pression d'air au niveau de la bouche 18 varie également de sorte que pour une position donnée des moyens d'obturation de la bouche 18, le débit d'air Qb traversant la bouche 18 varie. A la suite de cet ajustement de pression, le débit traversant la bouche 18 ne correspond plus à la valeur consigne de débit d'air Qn de sorte qu'une modulation du débit traversant la bouche 12 est souhaitable pour s'adapter à cette nouvelle pression en amont et obtenir un débit traversant sensiblement égal à la valeur de consigne de débit d'air Qn.
De manière alternative ou combinée, l'évènement peut être la mise en route de l'installation de ventilation 10 de manière à mettre en œuvre le procédé de régulation 100 dès le démarrage de celle-ci. Plus particulièrement, la mise en route de l'installation de ventilation 10 peut correspondre au démarrage du groupe de ventilation 16.
Il est bien important de noter que la valeur et/ou la modification de la pression au niveau du groupe et la valeur de consigne de débit Qn, ou sa modification au niveau d'une au moins des bouches 18, ont un impact l'une sur l'autre. Ainsi, lorsque l'une au moins des deux est modifiée, celle-ci aura un impact sur l'autre entraînant ainsi une convergence vers un état stable qui permettra de satisfaire le besoin de l'ensemble.
Le procédé de régulation 10 comprend également une étape de détermination 104 d'un état de modulation de ladite au moins une bouche 18. Tel qu'indiqué précédemment, l'état de modulation de la bouche 18 est de préférence fonction de la pression au niveau de ladite au moins une bouche 18. Il s'agit en fait de la capacité de cette bouche 18 à maintenir sa valeur de débit d'air Qb traversant cette dite bouche 18 sensiblement égale à la valeur consigne de débit d'air Qn à ce moment-là. En d'autres termes, cet état de modulation définit la capacité de la bouche 18 à répondre au besoin d'extraction d'air.
La conformité de l'état de modulation de la bouche 18 est de préférence déterminée en utilisant un capteur permettant de déterminer en fonction de la pression au niveau de la bouche 18 si l'état de modulation de la bouche 18 se situe au-dessus du seuil bas de pression Pmin. De manière encore préférée, cette détermination permet de définir si l'état de modulation de la bouche 18 se situe entre le seuil bas de pression Pmin et le seuil haut de pression Pmax.
De manière préférée, la bouche 18 est utilisée à titre de capteur pour déterminer si l'état de modulation de la bouche 18 correspond à une position sur la courbe de réponse au-dessus ou au-dessus du seuil bas de pression Pmin. De manière similaire, la bouche 18 utilisée en tant que capteur permet de déterminer si l'état de modulation de la bouche 18 correspond à une position sur la courbe de réponse au-dessus ou au-dessus du seuil bas de pression Pmax.
De plus, le procédé de régulation 100 comprend de préférence un processus de prise en compte d'une position prédéterminée ou de butée des moyens d'obturation 22 pour permettre à la bouche 18 de pouvoir garantir le débit demandé au niveau de la bouche 18. Si, pour atteindre la valeur consigne de débit d'air Qn, les moyens d'obturation 22 permettant la régulation du débit d'air Qb traversant la bouche 18 atteignent la position prédéterminée ou de butée, alors l'état de modulation de la bouche 18 est considéré comme étant non conforme. Si cette position prédéterminée ou de butée est la position maximum d'ouverture, cela veut dire que la pression au niveau de la bouche 18 est en deçà du seuil bas de pression Pmin, rendant l'atteinte de la valeur consigne de débit d'air Qn impossible. Par ailleurs, Si cette position prédéterminée ou de butée est la position minimale d'ouverture, cela veut dire qu'il y a un excès de pression et qu'un excès de débit traverse la bouche 18. Dans ce dernier cas, la valeur consigne de débit d'air Qn est dépassé mais la qualité d'air intérieur du local 12 n'est pas dégradée. Dans ce dernier cas, un signal de défaut d'installation est de préférence transmis au groupe de ventilation 16 car la pression est trop importante.
L'état de modulation est ainsi déterminé localement au niveau de la bouche 18 puis transmis au groupe de ventilation 16 (par voie filaire ou radio par exemple). Au niveau du groupe de ventilation 16, ce dernier analysera l'ensemble des états de modulation transmis et modulera le cas échéant, sa pression en agissant sur sa vitesse de rotation.
Pour permettre la prise en compte de la position prédéterminée ou de butée, le procédé de régulation 100 comprend de préférence une étape de détermination de la position dans laquelle les moyens d'obturation 22 sont disposés. Les moyens d'obturation 22 sont configurés pour être déplacés dans une plage de modulation comprenant au moins une position de fonctionnement et au moins une position de butée. En d'autres termes, les moyens d'obturation 22 peuvent être utilisés dans une plage de positions de fonctionnement dont les limites de la plage correspondent à des positions de butée. Tel qu'indiqué précédemment, l'atteinte d'une de ces butées par les moyens d'obturation signifie que la bouche 18 n'est plus en capacité de réguler le débit d'air la traversant.
Si ces moyens d'obturation 22 ont été déterminés comme étant disposés dans ladite au moins une position de butée, le procédé de régulation 100 comprend également une étape permettant de définir l'état de modulation de la bouche 18 comme étant non conforme. Ensuite, le procédé de régulation 100 met en œuvre l'étape de détermination 104 de l'état de modulation et les première 106 et deuxième 108 étapes de modulation de la vitesse du groupe de ventilation 16. La mise en œuvre de l'étape de détermination 104 et des première 106 et deuxième 108 étapes de modulation de la vitesse du groupe de ventilation 16 permet de rétablir la conformité de l'état de fonctionnement de la bouche 18 et/ou d'optimiser la pression au niveau de la bouche 18 tout en garantissant une position satisfaisante des moyens d'obturation 22.
De manière alternative, il peut être choisi que ladite au moins une position de butée correspond à une position prédéterminée des moyens d'obturation 22. Cette position prédéterminée est de préférence déterminée en fonction de la position extrême de butée, en utilisant une marge de fonctionnement. Cette marge de fonctionnement permet d'éviter des chocs répétés des moyens d'obturation 22 et améliore donc leur tenue dans le temps. Par exemple, dans le cas d'une amplitude de mouvement des moyens d'obturation 22 considérée de 100%, une première position de butée peut être définie à 10% ou 15% de cette amplitude et une deuxième position de butée peut être définie à 85% ou 90% de cette amplitude.
De manière alternative à la récupération des états de fonctionnement de ladite au moins une bouche 18 via une communication radio ou filaire entre le groupe de ventilation 16 et au moins une bouche 18, on peut analyser l'état de modulation global au niveau de l'installation dans son ensemble. Pour cela, on mesure une pente entre une amplitude de modulation de débit d’air AQ de la conduite 14 de ventilation par rapport à une amplitude de la modulation de la pression ΔΡ pour détecter un coude K (visible en figure 2), représentant le dit changement d’état de modulation du capteur, donc de la bouche 18, de la courbe de réponse. La valeur du seuil bas de pression Pmin est déterminé par rapport au coude K détecté. Lors d'une séquence d'augmentation de la pression au niveau de la bouche 18, notamment en augmentant la vitesse du groupe de ventilation 16, la détection d'une valeur spécifique de la pente permet ainsi de déterminer la position du coude K et donc si l'état de modulation de ladite au moins une bouche 18 est conforme ou non. En réalité, étant donné que chacune desdites au moins une bouche 18 présente une courbe caractéristique du type de celle de la figure 2 (à un instant donné), on détectera au niveau du groupe de ventilation 16, un coude K d'une courbe composite étant la somme de toutes les courbes des bouches 18 ajoutée des pertes de charges du réseau. Le seuil bas de pression peut être choisi comme correspondant à la valeur de pression au moment de la détection du coude K ou bien en fonction de cette valeur de pression, additionné d'une marge.
Comme la courbe de réponse de la bouche 18, bridée ou non audessus d’un seuil de débit d’air, croît initialement sensiblement selon la racine carrée de la pression différentielle, chaque point de cette courbe présente donc une pente de tangente locale qui est de valeur spécifique à chaque point. En d’autres termes, la pente débit d’air / pression : AQ/ΔΡ décroît de façon monotone, donc sans ambiguïté, de sorte qu’une mesure de pente locale, par une légère modulation de pression, permet de déterminer, par bijection, le point correspondant. La pression initiale est quelconque, c'est-à-dire que l'invention n'est pas limitée à un cas dans lequel on serait initialement nécessairement sur une courbe de consigne. Le point de départ peut donc être un point non optimal ou un point déjà optimisé. Une telle détermination de la position du coude K est par exemple réalisée dans le document FR. 2 932 552 Al.
Une méthode similaire est appliquée pour déterminer le seuil haut de pression Pmax au niveau duquel la courbe de réponse présente également un coude qui peut être détecté. Le procédé de régulation peut comprendre une étape de détermination du seuil bas de pression Pmin et/ou du seuil haut de pression Pmax.
De manière alternative, le capteur de l'état de modulation de la bouche 18 peut prendre la forme d'un capteur de pression disposé au niveau de la bouche 18 et permettant de mesurer la pression au niveau de la bouche 18. Cette pression sera préférentiellement une pression différentielle entre l'atmosphère du local et l'amont de la bouche 18 ou un point représentatif de la pression disponible.
A la suite de la détermination 104 de l'état de modulation de la bouche 18, si l'état de modulation déterminé de ladite au moins une bouche 18 est non-conforme à un critère prédéterminé, le procédé de régulation comprend une première étape de modulation 106 de la vitesse du groupe de ventilation pour ajuster la pression d'air extrait ou insufflé de manière à rendre l'état de ladite bouche conforme. En effet, un ajustement de la pression au niveau du groupe de ventilation tel que réalisé à la première étape de modulation 106 permet un réajustement de la pression au niveau de la bouche 18 de manière à permettre à la bouche 18 qui ne présentait pas un état de modulation conforme, de réguler le débit de manière souhaitée. En d'autres termes, la première étape de modulation 106 permet d'agir sur la capacité de la bouche 18 à répondre au besoin d'extraction d'air. Pour cela, une séquence préférentiellement d'augmentation ou de diminution de la vitesse du groupe de ventilation est réalisée en vue du déclenchement du capteur pour détecter le seuil bas de pression Pmin. Par exemple, on peut effectuer cette séquence par paliers, par exemple de 2 Pascal, et y rester un certain temps, par exemple pendant 5 secondes à une minute, pour reprendre un cycle de mesures. Une fois la position du seuil bas de pression Pmin détecté, la vitesse du groupe de ventilation est choisie et fixée pour correspondre à un état de modulation conforme, i.e. au-dessus du seuil bas de pression Pmin. De préférence, le seuil haut de pression est également détecté pour permettre la détermination d'une plage de fonctionnement dans laquelle le groupe de ventilation peut fonctionnement pour que l'état de modulation de la bouche 18 soit conforme. On notera que pendant le changement de vitesse du groupe 16, l'ensemble des bouches 18, qu'elles soient conformes ou non, subiront ce changement et nécessiteront de s'adapter, de modifier leur position d'obturateur. Il s'en suit une phase de convergence de l'état aéraulique de l'ensemble de l'installation 10.
Lorsque la première étape de modulation 106 est réalisée, une étape additionnelle de détermination de l'état de modulation de la bouche 18 est de préférence réalisée après ou de manière simultanée à la première étape de modulation 106. Ainsi cette étape additionnelle permet de vérifier que la première étape de modulation 106 a permis de mettre en conformité l'état de modulation de la bouche 18.
De manière alternative, le procédé peut également comporter une étape de temporisation après l'étape de détermination 104. Ainsi, cette temporisation peut permettre aux conditions de l'installation de se stabiliser et à la bouche 18 de revenir d'elle-même à un état de modulation conforme. De plus, le procédé peut comprendre une tolérance vis-à-vis de la non-conformité de l'état de modulation d'une bouche 18. Ainsi, il peut être défini une période pendant laquelle l'installation 10 ne prend pas en considération la nonconformité de la bouche 18 et fonctionne comme si cette bouche 18 était conforme. Cette période est par exemple choisie entre 1 min et 5 min, de préférence à 2 min.
Tel que représenté sur la figure 4, cette étape additionnelle de détermination est réalisée de préférence par une boucle dans le logigramme via un retour à la case 104 après la réalisation de la première étape de modulation 106. En d'autres termes, l'ensemble formé par l'étape de détermination 104 et la première étape de modulation 106 est de préférence réitéré pour déterminer l'état de modulation de la bouche 18 jusqu'à ce que l'état de modulation de la bouche 18 soit conforme.
Si, à la suite de l'étape de détermination 104, l'état de modulation déterminé de ladite au moins une bouche 18 est conforme au critère prédéterminé, le procédé de régulation 100 comprend une deuxième étape de modulation 108 de la vitesse du groupe de ventilation pour ajuster la pression d'air extrait ou insufflé et atteindre une valeur minimale de pression permettant de maintenir l'état de l'ensemble desdites bouches 18 conforme.
L'état de modulation de la bouche 18 ayant été déterminé conforme, la vitesse du groupe de ventilation peut potentiellement être diminuée pour atteindre une valeur de pression prédéterminée au niveau de la bouche 18 fonction de la valeur du seuil bas de pression. De manière préférée, cette valeur de pression prédéterminée est sensiblement égale ou égale au seuil bas de pression Pmin. De manière alternative, il peut être choisi que la valeur de pression prédéterminée est égale à la valeur de pression du seuil bas de pression additionnée d'une valeur de marge pour éviter un déclenchement intempestif du capteur à la suite d'une légère variation de pression. De préférence, la valeur de marge est choisie entre 1 et 10 Pascal, de préférence entre 1 et 5 Pascal. A titre d'exemple, la diminution de la vitesse du groupe de ventilation est réalisée au moyen d'une séquence par paliers, par exemple de 2 Pascal, et y rester un certain temps, par exemple pendant 5 secondes à une minute, pour reprendre un cycle de mesures.
Réguler l'installation de ventilation de manière à la faire fonctionner avec un niveau de pression minimal tout en respectant le besoin en débit permet d'optimiser la gêne acoustique et la consommation de l'installation.
L'étape de détermination 104 ainsi que les première 106 et deuxième 108 étape de modulation peuvent précéder, être simultanées avec ou bien être consécutives à l'étape de modulation de l'obturation 102. Ainsi, le procédé de régulation 100 permet de garantir le débit demandé au niveau de la bouche 18, tout en adaptant le régime de ventilation au juste besoin de pression à une valeur de pression minimale au-dessus du seuil bas de pression Pmin.
Selon un mode de réalisation préféré, le procédé de régulation 100 est mis en œuvre pour une installation de ventilation 10 comprenant une pluralité de bouche 18 autoréglables à débit ajustable ou modulable. Ainsi, le procédé de régulation 100 permet de garantir le débit demandé au niveau de chacune des bouches 18, tout en adaptant en permanence le régime de ventilation au juste besoin de pression en prenant en considération l'ensemble des bouches 18 de l'installation de ventilation 10. De manière alternative, l'installation de ventilation 14 peut comprendre au moins une bouche 18 de type autoréglable à débit ajustable ou modulable et au moins une autre bouche d'un autre type.
Dans le cas d'une pluralité de bouches 18 autoréglables à débit ajustable ou modulable, le procédé de régulation 100 comprend de préférence une étape de détermination du seuil bas de pression Pmin pour au moins deux parmi les bouches 18, de préférence pour chacune des bouches 18. Cette détermination est de préférence réalisée via la détermination du coude K mentionnée ci-avant. Une fois que le seuil bas de pression Pmin est connu pour lesdites au moins deux bouches 18, l'étape de détermination 104 et les première 106 et deuxième 108 étapes de modulation de la vitesse du groupe de ventilation 16 sont mises en œuvre. La vitesse du groupe de ventilation 16 est de préférence modulée en fonction de la bouche 18 ayant la valeur de seuil bas de pression Pmin la plus élevée pour s'assurer que la pression au niveau de l'ensemble des bouches 18 respecte la valeur consigne de débit d'air Qn correspondante, i.e. le débit demandé au niveau de ces bouches 18. En combinaison avec la modulation de la vitesse du groupe de ventilation 16, la modulation de l'obturation selon l'étape de modulation 102 peut être réalisée pour chacune des bouches 18.
Ainsi, le procédé de régulation 100 appliqué à une pluralité de bouches 18 permet de prendre en considération l'évolution de la capacité à réguler de chacune des bouches 18 pour agir de manière combinée sur la pression fournie par le groupe de ventilation et le degré d'obturation de chaque bouche 18. Ceci permet de garantir le débit demandé au niveau de l'ensemble des bouches, tout en adaptant le régime de ventilation au juste besoin de pression pour chacune d'entre elles.
De plus, un procédé de gestion de l'installation de ventilation 10 est proposé et comprend la mise en œuvre du procédé régulation 100. En particulier, le procédé de gestion répète le procédé de régulation 100 au moins à deux reprises. Ainsi, le procédé de gestion forme une boucle de régulation dans laquelle une double modulation de l'obturation de ladite au moins une bouche 18 et de la vitesse du groupe de ventilation 16 est réalisée.
Le procédé de régulation 100 peut être répété de manière continue. Dans ce cas, le procédé de gestion forme une boucle enchaînant la double modulation de l'obturation et de la vitesse du groupe de ventilation ce qui permet d'adapter en permanence le régime de ventilation au juste besoin de pression. Le procédé de gestion prend donc la forme d'un processus de gestion permettant l'optimisation permanente du régime de ventilation.
De manière alternative à une répétition en continue, le procédé de régulation peut être répété avec un intervalle de temps prédéterminé entre deux répétitions. L'intervalle est par exemple de 5, 10, 15 ou 30 minutes ou de 1, 2 ou 3 heures. Ainsi, le procédé de régulation 100 prend la forme d'un processus de gestion ponctuel ou intermittent du régime de ventilation.
La bouche 18 peut être autonome en énergie pour éviter ou réduire l'installation d'un réseau électrique d'alimentation. On entend par autonome le fait que la bouche 18 comprend elle-même sa source d'énergie (batterie, récupération d'énergie), qu'elle soit pour une période donnée ou perpétuelle, remplaçable ou non. En particulier, la bouche 18 peut comprendre un dispositif de récupération d'énergie mis en mouvement par l'air traversant la bouche 18, par exemple une éolienne raccordée à un générateur électrique.
La transmission de l'état de modulation de ladite au moins une bouche vers le groupe de ventilation 16 peut être réalisée par un protocole permettant de transmettre différents états (état de modulation, défaut éventuel ou collecte de données) de manière filaire, par le biais d'un bus, ou par le biais d'ondes radio utilisant de préférence le réseau de conduites comme guide d'onde.
Par exemple, chaque bouche 18 peut être reliée de manière filaire au groupe de ventilation 16 de sorte que chaque bouche 18 fournit un contact sec représentant l'état de modulation. En d'autres termes, chaque bouche 18 peut comprendre un interrupteur à deux positions dont une position correspond à un état conforme et l'autre position à un état non conforme. Le groupe de ventilation 16 peut ainsi récupérer l'information correspondant à ces contacts secs (en série ou en parallèle), les analyser et ainsi déterminer la conformité de de l'état de modulation de l'ensemble des bouches 18.

Claims (14)

1. Procédé de régulation (100) d'une installation de ventilation (10) comprenant :
- au moins une conduite de ventilation (14),
- au moins une bouche (18) d'extraction ou d'insufflation d'air reliée à ladite au moins une conduite de ventilation,
- un groupe de ventilation (16) relié à ladite au moins une conduite de ventilation, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- moduler l'obturation (102) de ladite au moins une bouche (18), à la suite de la réalisation d'un évènement, pour que le débit traversant ladite au moins une bouche tende vers une valeur consigne de débit,
- déterminer un état de modulation (104) de ladite au moins une bouche (18) en fonction de la pression d’air au niveau de ladite au moins une bouche,
- si l'état de modulation déterminé de ladite au moins une bouche (18) est non-conforme à un critère prédéterminé, moduler la vitesse (106) du groupe de ventilation pour ajuster la pression d'air extrait ou insufflé de manière à rendre l'état de ladite bouche conforme,
- si l'état de modulation déterminé de ladite au moins une bouche (18) est conforme au critère prédéterminé, moduler la vitesse (108) du groupe de ventilation (16) pour ajuster la pression d'air extrait ou insufflé et atteindre une valeur minimale de pression permettant de maintenir l'état de ladite bouche conforme.
2. Procédé de régulation (100) selon la revendication 1, dans lequel l'étape de détermination (104) d'un état de modulation et les deux étapes (106, 108) de modulation de la vitesse du groupe de ventilation sont également mises en œuvre antérieurement à l'étape de modulation (102) du débit.
3. Procédé de régulation (100) selon la revendication 1 ou 2, comprenant en outre une étape additionnelle de détermination de l'état de modulation de ladite au moins une bouche (18) après ou de manière simultanée à l'étape de modulation de la vitesse du groupe de ventilation (16) pour ajuster la pression d'air extrait ou insufflé de manière à rendre l'état de ladite bouche conforme.
4. Procédé de régulation (100) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'évènement est l'un au moins parmi une variation de la valeur consigne de débit et une variation de la pression d'air extrait ou insufflé au niveau de la bouche et variation de pression par le groupe de ventilation (16) et un écart à la consigne au niveau de la bouche.
5. Procédé de régulation (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la conformité de l'état de modulation de ladite au moins une bouche (18) est fonction de la capacité de ladite au moins une bouche à maintenir une valeur de débit nominal (Qn) dans une plage de valeurs de la pression au niveau de ladite au moins une bouche.
6. Procédé de régulation (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les états de modulation de ladite au moins une bouche (18) sont définis comme suit :
- l'état de modulation est conforme lorsque la pression de l'air au niveau de ladite au moins une bouche (18) est supérieure à un seuil bas de pression (Pmin), et
- l'état de modulation est non-conforme lorsque la pression de l'air au niveau de ladite au moins une bouche (18) est inférieure à un seuil bas de pression (Pmin).
7. Procédé de régulation (100) selon la revendication 6, dans lequel les états de modulation de ladite au moins une bouche (18) sont définis comme suit :
- l'état de modulation est conforme lorsque la pression de l'air au niveau de ladite au moins une bouche est comprise entre le seuil bas de pression (Pmin) et un seuil haut de pression (Pmax), et
- l'état de modulation est non-conforme lorsque la pression de l'air au niveau de ladite au moins une bouche n'est pas comprise entre le seuil bas de pression (Pmin) et le seuil haut de pression (Pmax).
8. Procédé de régulation (100) selon la revendication 7, dans lequel les seuils bas (Pmin) et haut (Pmax) de pression sont définis de telle sorte que le débit d'air traversant ladite au moins une bouche (18) est sensiblement constant ou maintenu égal à la valeur consigne de débit d'air Qn entre les seuils bas (Pmin) et haut (Pmax) de pression.
9. Procédé de régulation (100) selon l'une des revendications 6 à 8, dans lequel l'étape de détermination (104) de l'état de modulation comprend la détermination du seuil bas de pression (Pmin).
10. Procédé de régulation (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'installation de ventilation (10) comprenant des moyens d'obturation (22) de ladite au moins une bouche (18) configurés pour être déplacés dans une plage de modulation comprenant au moins une position de fonctionnement et au moins une position de butée, le procédé comprenant en outre les étapes suivantes :
- déterminer la position dans laquelle les moyens d'obturation (22) sont disposés,
- si les moyens d'obturation (22) sont disposés dans ou au-delà de ladite au moins une position prédéterminée ou de butée, définir l'état de modulation de la bouche comme étant non conforme,
- mettre en œuvre l'étape de détermination (104) et les première (106) et deuxième (108) étapes de modulation de la vitesse du groupe de ventilation.
11. Procédé de gestion d'une installation de ventilation, dans lequel le procédé de régulation (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes est répété au moins à deux reprises.
12. Procédé de gestion selon la revendication 11, dans lequel le procédé de régulation est répété de manière continue.
13. Procédé de gestion selon la revendication 11, dans lequel le procédé de régulation (100) est répété avec un intervalle de temps prédéterminé
5 entre deux répétitions.
14.Installation de ventilation (10) configurée pour mettre en œuvre un procédé de régulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'installation comprenant :
- au moins une conduite de ventilation (14),
10 - au moins une bouche (18) d'extraction ou d'insufflation d'air reliée à ladite au moins une conduite de ventilation,
- un groupe de ventilation (16) relié à ladite au moins une conduite de ventilation.
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