FR3071910B1 - Caisson de ventilation de recyclage de l'air ambiant d'une installation de ventilation - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un caisson de ventilation (3) comportant une entrée d'air neuf (3A) provenant de l'extérieur, une entrée de recyclage (3B) de l'air ambiant provenant de l'intérieur d'un local et une sortie (3C) et un canal (4) de mélange d'air résultant, ainsi qu'au moins un filtre, ladite entrée de recyclage (3B) étant disposée sur une de ses parois dite longitudinale. Selon l'invention, il comporte - un canal d'air neuf (7) en aval de ladite entrée d'air neuf (3A) et un canal de recyclage (8) en aval de ladite entrée de recyclage (3B), ces deux canaux étant non communicants excepté par l'intermédiaire dudit canal de mélange (4), et - au moins une trappe (11, 12) d'accès audit filtre, cette trappe étant disposée en vis-à-vis de ladite entrée de recyclage (3B).
Description
CAISSON DE VENTILATION DE RECYCLAGE DE L'AIR AMBIANT D'UNE INSTALLATION DE VENTILATION L'invention se rapporte à un caisson de ventilation de recyclage de l'air ambiant d'une installation de ventilation.
Un tel caisson est connu du document de brevet CN 101684961 qui comporte une entrée d'air neuf provenant de l'extérieur équipée d'une vanne, une entrée de recyclage de l'air ambiant à l'intérieur d'un local également équipée d'une vanne et une sortie du mélange d'air résultant. Un filtre est disposé en face d'un ventilateur lui-même installé en amont de la sortie de mélange d'air.
Ce type de caisson qui réalise les fonctions de reprise de l'air ambiant et de filtration facilite l'installation d'un système couplant ventilation et chauffage ou rafraîchissement en utilisant l'air comme vecteur.
Il peut être installé dans les combles, intégré à un groupe de ventilation mécanique contrôlé, mais, dans ce cas, il n'est pas accessible à partir du local et le remplacement de son filtre n'est donc pas aisé. Par ailleurs, il nécessite l'installation d'un réseau de gaines.
Il peut également être fixé au plafond du local, l'entrée de recyclage de l'air ambiant provenant de l'intérieur du local communiquant directement avec le local. Cependant, ce caisson existant ne permet pas le remplacement du filtre directement à partir de l'intérieur du local et il n'est pas a priori destiné à une telle installation, car contenant un ventilateur, il poserait des problèmes phoniques et mécaniques.
Par ailleurs, ce type connu de caisson de ventilation comporte une entrée d'air neuf et une entrée de recyclage débouchant directement dans son espace interne qui forme donc un canal de mélange. Selon les débits, l'air neuf peut aisément s'évacuer par l'entrée de recyclage selon cet art antérieur, ce qui est bien sûr un problème de fonctionnement correct. Ce caisson connu n'assure pas de façon simple une absence de communication d'air entre entrée d'air neuf et entrée de recyclage. L'invention résout ces problèmes en proposant un caisson de ventilation gérant le recyclage et le traitement de l'air neuf, destiné à être fixé au plafond du local et facilitant la maintenance et en particulier le remplacement du ou des filtres relatifs aux airs traités.
Pour ce faire, l'invention propose un caisson de ventilation comportant une entrée d'air neuf provenant de l'extérieur, une entrée de recyclage de l'air ambiant provenant de l'intérieur d'un local et une sortie en aval d'un canal de mélange d'air résultant, ainsi qu'au moins un filtre, ladite entrée de recyclage étant disposée sur une de ses parois dite longitudinale, caractérisé en ce qu'il comporte - un canal d'air neuf en aval de ladite entrée d'air neuf et un canal de recyclage en aval de ladite entrée de recyclage, ces deux canaux étant non communicants excepté par l'intermédiaire dudit canal de mélange, et - au moins une trappe d'accès audit filtre, cette trappe étant disposée en vis-à-vis de ladite entrée de recyclage.
La paroi longitudinale est donc définie ci-après comme la paroi portant l'entrée de recyclage.
Selon un mode de réalisation préféré, ladite entrée d'air neuf et ladite sortie du mélange sont disposées sur deux parois transversales parallèles. On entend par transversale, une paroi sensiblement plane et perpendiculaire au plan formé par la paroi dite longitudinale
Selon un autre mode de réalisation, l'entrée d'air neuf et/ou ladite sortie du mélange peuvent également être disposées sur une paroi parallèle à ladite paroi longitudinale. Ou selon encore un autre mode, ladite entrée d'air neuf et/ou ladite sortie du mélange peuvent être disposées sur deux parois transversales perpendiculaires.
De préférence, le caisson selon l'invention comporte un dispositif de réglage du ratio de mélange d'air neuf et d'air ambiant.
Avantageusement, ledit dispositif de réglage est motorisé.
De préférence, ledit dispositif de réglage est constitué d'un volet pivotant unique disposé à l'embouchure de sortie desdits canaux d'air neuf et de recyclage.
Le caisson selon l'invention comporte de préférence une première trappe d'accès au moins partiellement ajourée disposée en face de ladite paroi longitudinale.
Selon une variante, le caisson conforme à l'invention comporte un filtre unique disposé en amont de la sortie du mélange d'air dans ledit canal de mélange.
Dans ce cas, il peut comporter une seconde trappe d'accès au filtre accessible par l'intermédiaire de ladite entrée de recyclage et disposée sur une paroi dudit canal de mélange.
Selon une autre variante, le caisson comporte un premier filtre disposé en vis-à-vis de l'entrée de recyclage et un second filtre disposé en vis-à-vis de l'entrée d'air neuf.
Dans ce cas, il peut comporter une seconde trappe d'accès au second filtre disposé sur une paroi dudit canal d'air neuf et accessible par l'intermédiaire de ladite entrée de recyclage.
Le caisson conforme à l'invention présente un dispositif de mesure du débit du flux d'air représentatif du débit à au moins une desdites entrées.
Avantageusement, il présente un dispositif de mesure de caractéristiques des flux d'air traités parmi la température, l'humidité, la qualité d'air, aux deux dites entrées. L'invention concerne également une installation de ventilation comportant un tel caisson, caractérisée en ce que ladite entrée de recyclage dudit caisson est contigüe au local et accessible depuis ce dernier et en ce qu'elle comporte une unité de ventilation et/ou de chauffage et/ou de climatisation, cette unité étant en communication d'air avec ladite sortie du mélange d'air.
De préférence, cette installation reçoit l'information du débit dudit dispositif de mesure de débit et pilote ledit dispositif de réglage du ratio de mélange selon une stratégie de pilotage définissant le ratio de mélange.
Avantageusement, elle présente un dispositif de communication visant à transmettre lesdites caractéristiques et à recevoir une consigne de pilotage dudit dispositif de réglage du ratio de mélange.
Avantageusement, elle présente un dispositif de communication visant à recevoir l'état de fonctionnement dudit caisson dont le niveau de colmatage du ou des filtre(s) et/ou la valeur du ratio de mélange.
De préférence, elle comporte un ventilateur, en communication d'air avec ladite sortie du mélange d'air. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant que des modes de réalisation préféré de l'invention.
La figure 1 est une vue schématique d'une habitation équipée d'une installation de ventilation conforme à l'invention.
Les figures 2 à 4 sont des vues en perspective partielle d'un caisson de ventilation selon une première variante conforme à l'invention.
Les figures 5 et 6 sont des vues schématiques en coupe horizontale et verticale de ce caisson.
Les figures 7 et 8 sont des vues schématiques en coupe horizontale et verticale d'un caisson selon une seconde variante conforme à l'invention.
Une habitation, schématisée sur la figure 1, comporte des pièces à vivre A telles que les pièces de séjour et les chambres, des pièces humides B, telles que les WC, les cuisines et les salles de bain, des pièces de dégagement C tels que des couloirs, un garage ou un local technique E et des combles D. Seule une pièce de chaque type est représentée sur ces vues schématiques, dans un but de simplification, mais il va de soi qu'il en existe plusieurs éventuellement équipées de la même façon.
Les pièces à vivre A, les dégagements C et les pièces humides B sont en communication d'air schématisée par les flèches F.
Un système de chauffage et de production d'eau chaude comporte une unité de ventilation mécanique contrôlée d'insufflation 1 connecté en amont à l'extérieur et disposé dans les combles D de l'habitation et un chauffe-eau thermodynamique 2 connecté en aval à l'extérieur et disposé dans le garage ou une pièce technique de type buanderie. Cette unité de ventilation mécanique contrôlée d'insufflation 1 et ce chauffe-eau thermodynamique 2 sont physiquement indépendants. L'unité de ventilation mécanique contrôlée d'insufflation 1 est à simple flux et est connecté en aval aux pièces à vivre A et le chauffe-eau 2 est connecté en amont sur l'air extrait des pièces humides B. L'unité de ventilation mécanique contrôlée d'insufflation 1 et le dispositif d'extraction qui peut être un chauffe-eau thermodynamique ou juste un ventilateur d'extraction ne gérant pas l'eau chaude sanitaire peuvent être solidaires l'un de l'autre et non plus physiquement indépendants.
Selon l'invention, l'installation de ventilation comporte un caisson de ventilation 3 comportant une entrée d'air neuf 3A provenant de l'extérieur, une entrée de recyclage 3B de l'air ambiant provenant de l'intérieur d'un local, ici une pièce de dégagement C, et une sortie de mélange d'air résultant 3c en communication avec l'unité de ventilation mécanique contrôlée d'insufflation 1, ainsi qu'au moins un filtre. L'entrée de recyclage 3B est disposée sur une des parois dites longitudinale du caisson et le caisson est installé avec cette paroi longitudinale contre un plafond. Cette paroi est en toute ou partie accessible depuis le local où se trouve ce plafond.
Cette installation, que ce soit par le caisson d'insufflation ou le ventilateur d'extraction ou encore par une intelligence centrale, reçoit l'information du débit d'un dispositif de mesure de débit du caisson 3 et pilote un dispositif de réglage du ratio de mélange compris dans le caisson 3 selon une stratégie de pilotage définissant le ratio de mélange. L'information du débit peut être celle de l'air recyclé provenant du local ou celle de l'air neuf ou les deux. L'installation présente de préférence un dispositif de communication visant à transmettre des caractéristiques des flux d'air traités parmi la température, l'humidité, la qualité d'air, aux deux entrées 3A, 3B du caisson et à recevoir une consigne de pilotage du dispositif de réglage du ratio de mélange.
La stratégie de pilotage évoquée peut être dépendante par exemple du besoin en chauffage ou en rafraîchissement ou encore aux caractéristiques des airs traités (air neuf, air recyclé) ou encore plus généralement à un besoin du local dans lequel la zone de dégagement se trouve (besoin utilisateur, capteur déporté...).
Le pilotage entre caisson et unité de ventilation peut être filaire ou radio en utilisant un protocole ou en utilisant directement les signaux sources, l'unité de ventilation 1 pilotant directement un moteur par exemple via une consigne ou un sens de fonctionnement et récupérant les informations de mesure de débit, par exemple via un signal représentatif d'une mesure de pression. L'unité de ventilation 1 comporte un ventilateur IA, en communication d'air avec la sortie du mélange d'air 3C du caisson. L'unité 1 peut être de façon générale une unité de ventilation et/ou de chauffage et/ou de climatisation. Cette unité 1 peut être comme représentée, à savoir ne gérant qu'un flux d'insufflation, mais elle peut aussi intégrer la gestion de l'extraction couplées ou non avec un échangeur thermique.
Les figures 2 à 6 représentent une première variante de réalisation d'un tel caisson de ventilation 3.
La figure 2 représente ce caisson vu du dessus sans couvercle supérieur, la figure 3 le représente vu du dessus sans couvercle supérieur et avec une paroi transversale retirée, et la figure 4 le représente vu du dessous et sans filtre inférieur.
Ce caisson de ventilation 3 comporte une entrée d'air neuf 3A provenant de l'extérieur, une entrée de recyclage 3B de l'air ambiant provenant de l'intérieur d'un local, ici d'une zone de dégagement C, cette entrée de recyclage étant disposée sur une de ses parois dite longitudinale, et une sortie 3C en aval d'un canal 4 de mélange d'air résultant, ainsi que deux filtres 5 et 6. Selon cette variante, le caisson comporte un premier filtre 5 disposé en vis-à-vis de l'entrée de recyclage 3B et un second filtre 6 disposé en vis-à-vis de l'entrée d'air neuf 3A. L'entrée d'air neuf 3A et la sortie de mélange 3C sont adaptées pour se connecter à des gaines aérauliques. L'entrée d'air neuf 3A et la sortie du mélange 3C sont ici disposées sur deux parois transversales parallèles. L'entrée d'air neuf 3A peut par essence ou sur le chantier du local, être connectée selon plusieurs configurations, par exemple sur une autre paroi latérale ou sur le dessus.
Un canal d'air neuf 7 est en aval de l'entrée d'air neuf 3A et un canal de recyclage 8 en aval de l'entrée de recyclage 3B, ces deux canaux 7 et 8 étant non communicants excepté par l'intermédiaire du canal de mélange 4.
Le caisson 3 comporte un dispositif de réglage du ratio de mélange d'air neuf et d'air ambiant, motorisé au moyen d'un moteur 9. Ce dispositif de réglage est constitué d'un volet pivotant unique 10 disposé dans le canal de mélange 4, à l'embouchure des sorties des canaux d'air neuf 7 et d'air recyclé 8.
Ce volet 10 peut passer selon sa commande d'une position où l'air mélangé provient exclusivement de l'extérieur, étant alors à 100% de l'air neuf, à une position où l'air mélangé est à 100% de l'air recyclé.
Sa position où l'air mélangé provient exclusivement de l'extérieur est valable quand le besoin de réchauffage ou de rafraîchissement est faible ou quand la qualité de l'air est bonne.
Il est à noter que le recyclage favorise le brassage de l'air et donc diminue le taux de dioxyde de carbone dans certaines zones du local traité.
Le volet décrit comme étant unique au sens d'un seul actionneur, peut être réalisé de plusieurs manières connues de l'homme de métier. De plus, le volet 10 crée préférentiellement une étanchéité lorsque ce dernier est en position extrême 0 ou 100%. Une mousse, non représentée, peut par exemple être collée sur ce volet de part et d'autre. Dès lors que le besoin de recyclage est présent, le caisson est piloté par l'unité de ventilation 1 pour choisir la position du volet 10 de manière à inclure de l'air recyclé et satisfaire le niveau de débit d'air neuf. Ainsi l'unité de ventilation 1 augmente le débit de son ventilateur IA et modifie la position du volet 10, préférentiellement en gardant le débit d'air neuf quasi constant compte-tenu du besoin en ventilation du local. Cela étant, ceci dépend de la stratégie choisie de pilotage du ratio de mélange.
Comme mieux visible sur la figure 6, le caisson comporte une première trappe 11 au moins partiellement ajourée disposée en face de la paroi longitudinale portant l'entrée d'air recyclé 3B et une seconde trappe 12 d'accès au second filtre 6 disposée sur une paroi du canal d'air neuf 7 sous le second filtre 6.
La première trappe d'accès 11 assure un accès au premier filtre 5 et à la seconde trappe d'accès 12 qui elle-même assure l'accès au second filtre 6. Ces deux trappes étant disposées en vis-à-vis de l'entrée de recyclage 3B, ces deux filtres 5, 6 sont donc accessibles à partir du local et peuvent aisément être changés.
La construction du caisson 3 peut également être réalisée en faisant en sorte que le filtre 6 d'air neuf soit directement accessible après avoir ouvert la première trappe 11 sans avoir recours à une deuxième trappe 12. Ainsi, l'opération de remplacement des filtres s'en trouve encore plus facilité.
Les figures 7 à 8 représentent une seconde variante de réalisation d'un tel caisson de ventilation 3'.
Ce caisson de ventilation 3' comporte une entrée d'air neuf 3Ά provenant de l'extérieur, une entrée de recyclage 3'B de l'air ambiant à l'intérieur d'un local, cette entrée de recyclage étant disposée sur une des parois dite longitudinale du caisson, et une sortie 3'C en aval d'un canal 4' de mélange d'air résultant, ainsi qu'un filtre 5'. Selon cette variante, le caisson comporte un filtre 5' unique disposé en vis-à-vis et en amont de la sortie du mélange d'air 3'C dans le canal de mélange 4'. L'entrée d'air neuf 3Ά et la sortie du mélange 3'C sont disposées sur deux parois transversales parallèles.
Un canal d'air neuf 7' est en aval de l'entrée d'air neuf 3Ά et un canal de recyclage 8' en aval de l'entrée de recyclage 3'B, ces deux canaux 7' et 8' étant non communicants excepté par l'intermédiaire du canal de mélange 4'.
Le caisson 3' comporte un dispositif de réglage du ratio de mélange d'air neuf et d'air ambiant, motorisé au moyen d'un moteur 9'. Ce dispositif de réglage est constitué d'un volet pivotant unique 10' disposé à l'embouchure de sortie des canaux d'air neuf 7' et d'air recyclé 8'.
Comme mieux visible sur la figure 8, le caisson comporte une première trappe d'accès 11' au moins partiellement ajourée disposée en face de la paroi longitudinale portant l'entrée d'air recyclé 3'B et une seconde trappe 12' d'accès au filtre 5' disposée sur une paroi du canal de mélange 4' sous le filtre 5'.
La première trappe 11' assure un accès à la seconde trappe d'accès 12' qui elle-même assure l'accès au filtre 5'0. Ces deux trappes étant disposées en vis-à-vis de l'entrée de recyclage 3'B, ce filtre 5' est donc accessible à partir du local et peut aisément être changé. D'autres modes de réalisation similaires peuvent être considérés, par exemple une fusion des trappes 11' et 12' pour faciliter encore plus l'accessibilité au filtre en n'ayant qu'à ôter une seule trappe.
Selon les deux variantes, le caisson 3, 3' présente un dispositif de mesure du débit du flux d'air représentatif du débit à au moins une desdites entrées, de préférence au niveau d'un pavillon 13, 13' disposé sur l'orifice de communication du canal d'air neuf 7, 7' avec le canal de mélange 4, 4'. Ce dispositif de mesure du débit peut être un dispositif connu de l'homme du métier, par exemple un capteur de pression entre l'amont et le cœur du pavillon, un agencement à ultrason, un tube de Pitot, un système microélectromécanique, une turbine folle positionnée sur le flux à mesurer. Pour fiabiliser la précision de la mesure du débit, cette dernière peut être obtenue en corrigeant la mesure par l'intégration d'un paramètre représentant la position du volet dans un modèle mathématique.
De plus, les deux flux respectivement d'air neuf et d'air recyclé peuvent être équipés d'une mesure de débit.
Avantageusement, l'installation de ventilation présente un dispositif de communication visant à recevoir l'état de fonctionnement du caisson dont le niveau de colmatage du ou des filtre(s) et/ou la valeur du ratio de mélange.
Un capteur de pression peut également être placé dans le caisson pour évaluer le niveau de colmatage du ou des filtres présent(s).
Un autre capteur de pression mesurant le différentiel de pression entre le local et le canal d'air neuf 7, 7' ou le canal d'air mélangé 4, 4', peut être implémenté pour asservir le ventilateur en communication de fluide selon le niveau de pression mesuré.
Le caisson présente également avantageusement un dispositif de mesure de caractéristiques des flux d'air traités parmi la température, l'humidité, la qualité d'air, aux deux entrées 3A, 3B, 3Ά, 3'B.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Caisson de ventilation (3, 3') comportant une entrée d'air neuf (3A, 3Ά) provenant de l'extérieur, une entrée de recyclage (3B, 3'B) de l'air ambiant provenant de l'intérieur d'un local et une sortie (3C, 3'C) en aval d'un canal (4, 4') de mélange d'air résultant, ladite entrée de recyclage (3B, 3'B) étant disposée sur une de ses parois dite longitudinale, le caisson de ventilation (3, 3') comportant soit un filtre (5') unique disposé en amont de la sortie (3'C) du mélange d'air dans ledit canal de mélange d'air (4') soit un premier filtre (5) disposé en vis-à-vis de l'entrée de recyclage (3B) et un second filtre (6) disposé en vis-à-vis de l'entrée d'air neuf (3A), caractérisé en ce qu'il comporte - un canal d'air neuf (7, 7') en aval de ladite entrée d'air neuf (3A, 3Ά) et un canal de recyclage (8, 8') en aval de ladite entrée de recyclage (3B, 3'B), ces deux canaux étant non communicants excepté par l'intermédiaire dudit canal de mélange (4, 4'), - une première trappe d'accès (11') au moins partiellement ajourée disposée en face de ladite paroi longitudinale, et - une seconde trappe d'accès (12, 12') au filtre (5') unique ou au second filtre (6), accessible par l'intermédiaire de ladite entrée de recyclage (3B, 3'B), la seconde trappe d'accès (12, 12') étant disposée sur une paroi dudit canal de mélange (4') lorsque le caisson de ventilation (3') comprend un filtre (5') unique et sur une paroi dudit canal d'air neuf (7) lorsque le caisson de ventilation (3) comprend les premier (5) et second (6) filtres.
- 2. Caisson selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite entrée d'air neuf (3A, 3Ά) et ladite sortie du mélange (3C, 3'C) sont disposées sur deux parois transversales parallèles.
- 3. Caisson selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de réglage du ratio de mélange d'air neuf et d'air ambiant.
- 4. Caisson selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit dispositif de réglage est motorisé.
- 5. Caisson selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit dispositif de réglage est constitué d'un volet (10, 10') pivotant unique disposé entre l'embouchure de sortie desdits canaux d'air neuf (7, 7') et de recyclage (8, 8').
- 6. Caisson selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente un dispositif de mesure du débit du flux d'air représentatif du débit d'au moins une desdites entrées (3A, 3B, 3Ά, 3'B).
- 7. Caisson selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente un dispositif de mesure de caractéristiques des flux d'air traités parmi la température, l'humidité, la qualité d'air, aux deux dites entrées (3A, 3B, 3Ά, 3'B).
- 8. Installation de ventilation comportant un caisson selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite entrée de recyclage (3B, 3'B) dudit caisson est contigüe au local et accessible depuis ce dernier et en ce qu'elle comporte une unité de ventilation et/ou de chauffage et/ou de climatisation (1), cette unité étant en communication d'air avec ladite sortie du mélange d'air (3C, 3'C).
- 9. Installation selon la revendication précédente comportant un caisson selon la revendication 2 et 6, caractérisée en ce qu'elle reçoit l'information du débit dudit dispositif de mesure de débit et en ce qu'elle pilote ledit dispositif de réglage du ratio de mélange selon une stratégie de pilotage définissant le ratio de mélange.
- 10. Installation selon la revendication précédente comportant un caisson selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle présente un dispositif de communication visant à transmettre ledit débit et/ou lesdites caractéristiques et à recevoir une consigne de pilotage dudit dispositif de réglage du ratio de mélange.
- 11. Installation selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisée en ce qu'elle présente un dispositif de communication visant à recevoir l'état de fonctionnement dudit caisson dont le niveau de colmatage du ou desdit(s) filtre(s) et/ou ia valeur du ratio de mélange.
- 12. Installation selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte un ventilateur (IA), en communication d'air avec ladite sortie du mélange d'air (3C, 3'C).
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