FR3116594A1 - Appareil monobloc de traitement climatique à panneau rayonnant - Google Patents

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Abstract

Appareil monobloc de traitement climatique à panneau rayonnant Cet appareil de traitement climatique (10) est configuré sous forme monobloc et délimité par une enceinte externe (55) destinée à être disposée à l’intérieur d’un local (45) ; une bouche d’entrée (73) et une bouche de sortie d’air extérieur, destinées à être raccordées à l’extérieur d’un bâtiment (20), sont ménagées sur ladite enceinte externe (55). L’appareil de traitement climatique comprend un circuit de fluide frigorigène (150), ledit circuit comprenant un compresseur (140), un premier échangeur de chaleur (125) avec l’air extérieur du local, un détendeur (145) et un deuxième échangeur de chaleur (130) avec l’air intérieur du local. L’enceinte externe (55) comporte une façade rayonnante (60) formée d’un matériau rayonnant. Le circuit de fluide frigorigène (150) comporte un troisième échangeur de chaleur comprenant une canalisation (135) entre le compresseur (140) et le deuxième échangeur de chaleur (130). La canalisation (135) est en contact thermique avec la façade rayonnante (60). Figure pour l'abrégé : Figure 1

Description

Appareil monobloc de traitement climatique à panneau rayonnant
La présente invention concerne un appareil de traitement climatique pour un local situé dans un bâtiment ; ledit appareil étant configuré sous forme monobloc et délimité par une enceinte externe destinée à être disposée à l’intérieur du local ; une bouche d’entrée et une bouche de sortie d’air extérieur, destinées à être raccordées à l’extérieur du bâtiment, étant ménagées sur ladite enceinte externe ; l’appareil de traitement climatique comprenant un circuit de fluide frigorigène, ledit circuit comprenant un compresseur, un premier échangeur de chaleur avec l’air extérieur du local, un détendeur et un deuxième échangeur de chaleur avec l’air intérieur du local.
Un tel appareil monobloc de traitement climatique est notamment connu du document EP3124884. L’utilisation d’un tel appareil permet de délivrer efficacement chauffage et refroidissement dans des locaux de bâtiments.
Afin que l’échange thermique soit optimal, un système de ventilation est placé en regard de chaque échangeur thermique de cet appareil. Le problème lié à un tel système de ventilation est le bruit aéraulique qu’il génère. Par ailleurs, le chauffage généré par une pompe à chaleur est convectif, ce qui n’offre pas la sensation de chaleur généré par certains types de chauffages rayonnants.
La présente invention a pour but de proposer un système de chauffage minimisant le bruit aéraulique généré tout en améliorant le confort de chauffage pour l’utilisateur.
A cet effet, l’invention a pour objet un appareil de traitement climatique du type précité, dans lequel :
- l’enceinte externe comporte une façade rayonnante formée d’un matériau rayonnant ;
- le circuit de fluide frigorigène comporte un troisième échangeur de chaleur comprenant une canalisation entre le compresseur et le deuxième échangeur de chaleur ; et
- ladite canalisation est en contact thermique avec la façade rayonnante.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, l’appareil de traitement climatique comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
  • le deuxième échangeur de chaleur comporte une batterie à ailettes ;
  • le troisième échangeur comporte une canalisation en forme de serpentin ou une plaque comportant une zone de circulation de fluide ;
  • l’appareil de traitement climatique comprend un circuit d’air intérieur, le deuxième et le troisième échangeurs de chaleur étant compris dans ce circuit d’air intérieur ; une entrée et une sortie dudit circuit débouchant sur une première et une seconde ouvertures ménagées sur l’enceinte externe, le circuit d’air intérieur comprenant en outre au moins un ventilateur disposé entre l’entrée et la sortie ;
  • le troisième échangeur est placé en amont du deuxième échangeur ;
  • l’appareil de traitement climatique comprend un module électronique, le module électronique comprenant une mémoire interne ; et un ensemble de capteurs reliés audit module électronique ; et
  • l’ensemble de capteurs comprend : une sonde d’humidité de la façade rayonnante, une sonde de température de la façade rayonnante, et une sonde de température de l’air ambiant du local.
L’invention se rapport en outre à un procédé de fonctionnement d’un appareil tel que précité, comprenant les étapes suivantes :
- mesure d’une première température d’air ambiant du local et calcul d’un écart de ladite température avec une première température de consigne d’air ambiant, ladite température de consigne étant supérieure à la température mesurée ; puis
- si l’écart est supérieur en valeur absolue à un premier seuil, l’au moins un ventilateur tourne à vitesse maximale ;
- si l’écart est inférieur en valeur absolue à un troisième seuil, lui-même inférieur en valeur absolue au premier seuil, l’au moins un ventilateur est arrêté et une puissance délivrée par le compresseur est adaptée pour qu’une deuxième température de la façade rayonnante soit inférieure ou égale à une deuxième température de consigne ; et
- si l’écart est compris en valeur absolue entre les premier et troisième seuils, la vitesse de rotation de l’au moins un ventilateur est corrélée positivement à la valeur absolue dudit écart.
Selon un autre aspect, l’invention concerne également un procédé de fonctionnement d’un appareil tel que précité, comprenant les étapes suivantes :
- mesure d’une température d’air ambiant du local et calcul d’un écart de ladite température avec une température de consigne d’air ambiant, ladite température de consigne étant inférieure à la température mesurée ; puis
- si l’écart est supérieur en valeur absolue à un deuxième seuil, l’au moins un ventilateur tourne à vitesse maximale ;
- si l’écart est inférieur en valeur absolue à un quatrième seuil, lui-même inférieur en valeur absolue au deuxième seuil, l’au moins un ventilateur est arrêté et une puissance délivrée par le compresseur est adaptée pour qu’une deuxième température de la façade rayonnante soit supérieure ou égale à une troisième température de consigne ; et
- si l’écart est compris en valeur absolue entre les deuxième et quatrième seuils, la vitesse de rotation de l’au moins un ventilateur est corrélée positivement à la valeur absolue dudit écart.
L’invention se rapport en outre à une installation de traitement climatique, comprenant:
- un bâtiment comprenant une paroi extérieure, ladite paroi définissant un local situé dans ledit bâtiment; la paroi extérieure comprenant deux orifices traversants débouchant sur le local d’une part, et sur l’extérieur du bâtiment d’autre part ;
- un appareil de traitement climatique tel que précité, dans lequel :
- l’enceinte de l’appareil est située dans le local, les bouches d’entrée et de sortie d’air extérieur de l’appareil étant disposées en regard des deux orifices traversants ; et
- des canalisations sont rattachées aux bouches d’entrée et de sortie d’air extérieur de l’appareil, et passent au travers des deux orifices traversants.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
- la est une représentation schématique, en coupe suivant un plan B-B, d’un appareil monobloc de traitement climatique selon un mode de réalisation de l’invention ;
- la est une représentation schématique, en coupe suivant un plan A-A perpendiculaire à la coupe de la , de l’appareil de la ;
- la est une représentation d’un logigramme d’un procédé de chauffage mis en œuvre par l’appareil de la ;
- la est une représentation d’un logigramme d’un procédé de rafraîchissement mis en œuvre par l’appareil de la .
L’appareil 10 représenté aux figures 1 et 2 est destiné à faire partie d’une installation 15 de traitement climatique.
L’installation 15 comporte l’appareil 10 et un bâtiment 20. Dans la description qui suit, on considère une base orthonormée (X, Y, Z), la direction Z représentant la verticale.
Le bâtiment 20 comprend un plancher horizontal 25 et une paroi extérieure verticale 30. On considère que ladite paroi comporte une face interne 35 et une face externe 40 sensiblement disposées dans des plans (X, Z).
Le plancher 25 et la paroi 30 contribuent à définir un local 45 situé dans le bâtiment 20, la face interne 35 de la paroi étant orientée vers ledit local. La face externe 40 est orientée vers l’extérieur du bâtiment 20.
La paroi extérieure 30 comprend deux orifices traversants 50 débouchant sur les faces interne 35 et externe 40.
Dans la suite de la description, l’appareil 10 est décrit selon sa position installée dans l’installation 15.
L’appareil 10 est configuré sous forme monobloc et comprend une enceinte externe 55, qui délimite essentiellement un contour externe dudit appareil.
L’enceinte externe 55 a une forme sensiblement parallélépipédique et comprend notamment : une face avant ou façade 60 et une face arrière 65, disposées dans des plans (X, Z), et une face supérieure 70 disposée dans un plan (X, Y).
La façade 60 est essentiellement formée d’un matériau rayonnant, c’est-à-dire apte à émettre un rayonnement infrarouge sous l’effet d’une augmentation de température.
La face supérieure 70 comprend une première ouverture 72 s’étendant sensiblement sur toute la largeur selon l’axe X de l’appareil 10.
La face arrière 65 de l’appareil 10 comprend une bouche d’entrée d’air 73 et une bouche de sortie d’air 74
Une première 75 et une deuxième 80 canalisation d’air sont rattachées aux bouches d’entrée 73 et de sortie 74 d’air, formant saillie selon Y par rapport à la face arrière 65 de l’enceinte 55. De préférence, les première 75 et deuxième 80 canalisations sont disposées aux extrémités opposées, selon X, de l’appareil 10, de manière à ménager un espacement maximal entre lesdites canalisations.
Dans l’installation 15, l’enceinte externe 55 est située dans le local 45, la face arrière 65 est disposée en vis-à-vis de la face interne 35 de la paroi extérieure 30 du bâtiment. Chacune des canalisations d’air 75, 80 est disposée dans un orifice traversant 50 de ladite paroi extérieure 30. Ainsi, le terme « monobloc » appliqué à l’appareil 10 s’entend par opposition à des dispositifs de traitement d’air comprenant deux blocs distincts, respectivement situés à l’intérieur et à l’extérieur d’un même bâtiment.
L’appareil 10 comprend en outre plusieurs cloisons internes verticales 85 ou horizontales 90, qui définissent plusieurs compartiments à l’intérieur de l’enceinte externe 55. Comme visible sur la , le compartiment en contact avec la façade 60 de l’enceinte 55 est un compartiment 95 de traitement thermique de l’air intérieur. Les compartiments en contact avec la face arrière 65 de l’enceinte 55 sont : un compartiment électrique 100, situé en partie haute de l’appareil 10 et un compartiment de système thermodynamique 105 et d’arrivée d’air extérieur, situé en partie basse de l’appareil 10. Les compartiments 95 et 105 sont isolés l’un de l’autre afin d’éviter un échange d’air direct. Le compartiment de système thermodynamique 105 est avantageusement isolé du compartiment 95, du compartiment 85 et du reste du local 45.
L’appareil 10 est en contact avec le plancher 25 par l’intermédiaire de pieds 107.
L’appareil 10 comprend en outre différents équipements, reçus dans les compartiments indiqués ci-dessus.
En particulier, l’appareil 10 comprend une pompe à chaleur 110. Ladite pompe à chaleur comprend un premier 125, un deuxième 130 et un troisième 135 échangeurs thermiques air/fluide frigorigène, un compresseur 140, un détendeur 145 et un circuit de fluide frigorigène 150 reliant ces différents éléments. Une vanne d’inversion du cycle thermodynamique 153 détermine le sens de circulation du fluide frigorigène dans le circuit 150.
Le premier échangeur 125 est placé dans le compartiment de système thermodynamique 105. Le deuxième échangeur 130 est placé dans la partie haute du compartiment 95 de traitement d’air intérieur. Le deuxième échangeur est par exemple un échangeur de type batterie à ailettes.
Le troisième échangeur 135 s’étend sur une hauteur du compartiment 95 de traitement d’air intérieur. Dans un mode de réalisation, le troisième échangeur 135 comporte un ou plusieurs tubes en forme de serpentin, aptes à recevoir un flux de fluide frigorigène. Dans un autre mode de réalisation, le troisième échangeur 135 est une plaque comportant un circuit de fluide frigorigène.
Le troisième échangeur 135 est en contact thermique avec la façade 60 de l’enceinte 55 de l’appareil 10.
L’appareil 10 comprend par ailleurs un circuit d’air intérieur 155. Ce circuit d’air intérieur 155 est principalement délimité par le compartiment 95 de traitement d’air intérieur. Il débouche d’une part sur la première ouverture 72 de la face supérieure de l’enceinte 55 et d’autre part sur une seconde ouverture 157 sur la face inférieure de l’enceinte. Le circuit d’air intérieur 155 comprend par ailleurs un ou plusieurs ventilateurs 160. Selon un mode de réalisation particulier, le ou les ventilateurs sont en bas du compartiment 95 de traitement d’air intérieur. Le sens de ventilation de chaque ventilateur 160 est orienté du bas vers le haut de l’appareil. La première ouverture 72 forme une bouche de sortie du circuit d’air intérieur 155 et la seconde ouverture 157 forme une bouche d’entrée du circuit d’air intérieur 155.
L’appareil 10 comprend par ailleurs un circuit d’air extérieur 163. Ce circuit d’air extérieur 163 est principalement délimité par le compartiment de système thermodynamique 105. Il comprend par ailleurs la première 75 et la deuxième 80 canalisations d’air. Il comprend aussi un ou plusieurs ventilateurs 165.
L’appareil 10 comprend également des composants électriques et/ou électroniques, notamment un module électronique 170 de régulation, reçus dans le compartiment électrique 100.
L’appareil 10 comprend un ensemble de capteurs 172. Ces capteurs sont notamment des sondes 175, 180, 185 reliées audit module électronique 170. Les sondes sont par exemple une première sonde de température 175, apte à mesurer une température à l’intérieur du local 45, une deuxième sonde de température 180, apte à mesurer une température de la façade 60 de l’enceinte, et une sonde d’humidité 185, apte à mesurer un taux d’humidité à proximité de ladite façade 60.
A intervalle de temps donné, les sondes de température 175 et 180 ainsi que la sonde d’humidité 185 fournissent des valeurs de température et d’humidité au module électronique 170.
La première sonde de température 175 fournit une valeur de température d’air ambiant du local notée T1.
La deuxième sonde de température 180 fournit une valeur de la température de la façade 60 de l’enceinte, notée T2.
La sonde d’humidité fournit une valeur de l’humidité de la façade 60, notée H.
Des valeurs de consigne ou des valeurs seuils de température et d’humidité, sont enregistrées dans le module électronique 170, de préférence dans une mémoire interne du module. Ces valeurs sont par exemple programmées à la fabrication de l’appareil ou directement introduites dans le module électronique 170 par l’utilisateur.
Une première température de consigne d’air ambiant du local, notée T1C, correspond à la température souhaitée de l’air ambiant.
Une deuxième température de consigne de la façade 60, notée T2Cmax, correspond à la température maximale admissible de la face avant 60 de l’enceinte. Cette valeur T2Cmaxest inférieure à une valeur réglementaire visant à éviter les risques de brûlure. Cette valeur est, selon le mode de réalisation, paramétrable ou fixe. Cette valeur est par exemple définie comme une valeur inférieure à la température maximale de condensation acceptable par l’appareil 10.
Une humidité critique de la façade 60, notée HC, correspond par exemple à une humidité relative de l’air au voisinage de la façade 60 de 100%, correspondant à la formation de gouttelettes sur la surface. En variante, HC correspond à une valeur binaire, valant par exemple un en présence de condensation sur la façade 60 et zéro en l’absence de condensation sur ladite façade.
Une troisième température de consigne de la façade 60, notée T2Cmin, correspond à la température minimale admissible de l’enceinte. Cette valeur est par exemple déterminée à l’aide de l’humidité critique HC, l’humidité H atteignant l’humidité critique HC lorsque la température atteint la troisième température de consigne T2Cmin.
On note ∆T1 l’écart entre T1C et T1, défini par ∆T1= T1 – T1C.
Des valeurs seuils de ∆T1 sont définies par :
- L1, un premier seuil inférieur, négatif, lorsque ∆T1 < 0 ;
- L2, un deuxième seuil supérieur, positif, lorsque ∆T1 > 0 ;
- L3, un troisième seuil de confort, négatif, défini lorsque ∆T1 < 0, avec L3>L1 ; et
- L4, un quatrième seuil de confort, positif, défini lorsque ∆T1 > 0, avec L4<L1.
L’appareil 10 est par exemple apte à fonctionner selon trois modes différents. L’utilisateur peut par exemple donner la priorité à un de ces modes.
Un premier mode 201 dit « mode de confort acoustique » permet par exemple de réduire au maximum la vitesse des ventilateurs 160. Le compresseur 140 fonctionne alors de façon à maintenir la température T2 de la façade la plus haute possible et inférieure à T2Cmax lorsque l’appareil 10 fonctionne pour le chauffage du local et de façon à maintenir la température de la façade la plus basse possible et supérieure à T2Cm inlorsque l’appareil 10 fonctionne pour le rafraichissement du local. Le confort est notamment amélioré par un bruit aéraulique faible. Lorsque que l’appareil fonctionne pour le chauffage du local, le chauffage par rayonnement est favorisé, améliorant le confort de l’utilisateur en provoquant une sensation de chaleur par rayonnement perçue comme agréable. Lorsque l’appareil 10 fonctionne pour le rafraichissement du local, les déplacements d’air sont minimisés, favorisant le confort de l’utilisateur.
Un deuxième mode 202 dit mode de « booster thermique » permet à la machine de délivrer sa pleine puissance. Dans ce mode de fonctionnement 202, les ventilateurs 160, 165 et le compresseur 140 fonctionnent au maximum de leur puissance admissible. Un tel mode de fonctionnement 202 permet de réchauffer ou de refroidir au plus vite le local 45, par exemple avant l’arrivée d’utilisateurs dans le local 45.
Un troisième mode 203 dit « mode d’économie d’énergie » permet par exemple de minimiser les besoins énergétiques de l’appareil 10. Les ventilateurs 160 et 165 fonctionnent alors à la puissance maximum acceptable pour l’utilisateur. Cette valeur maximum de fonctionnement des ventilateurs 160 et 165 est par exemple programmée pour éviter l’inconfort généré par des mouvements d’air dans le local 45. La puissance du compresseur 140 est adaptée aux besoins de chauffage ou de refroidissement définis par ∆T1. Dans le fonctionnement en chauffage, plus la température T2 de la façade 60 de l’enceinte est basse, plus la consommation énergétique de l’appareil 10 est faible et dans le fonctionnement en rafraichissement, plus la température T2 de la façade 60 de l’enceinte est haute, plus la consommation énergétique de l’appareil 10 est faible.
Dans un fonctionnement de type chauffage de l’appareil 10, le ventilateur 165 génère un flux d’air extérieur dans le compartiment de système thermodynamique 105, entre la première 75 et la deuxième 80 canalisations d’air. Le premier échangeur de chaleur 125 vient prélever de la chaleur audit flux d’air, ce qui conduit à une évaporation du fluide frigorigène. Le compresseur 140 augmente ensuite la température du fluide frigorigène par compression, puis ce fluide frigorigène chaud circule dans le troisième échangeur de chaleur 135. Ledit troisième échangeur de chaleur 135, par sa forme de serpentin et le contact direct avec la façade 60 rayonnante, transfère par conduction de la chaleur à ladite façade.
Ce transfert de chaleur du fluide frigorigène à la façade 60 entraine la condensation dudit fluide frigorigène dans le troisième échangeur de chaleur 135. Cette phase de condensation se termine dans le second échangeur de chaleur 130. La chaleur du fluide calorifique y est transférée à l’air ambiant du local 45 par convection et le fluide frigorigène termine de se condenser. La pression du fluide frigorigène est ensuite abaissée dans le détendeur 145. Ceci permet l’évaporation du fluide frigorigène et la reprise du cycle d’échange thermique dans le premier échangeur de chaleur 125.
Un procédé de chauffage 600 de l’appareil 10 va maintenant être décrit à l’appui de la . Ce procédé est notamment mis en œuvre par un programme mémorisé dans le module électronique 170, lorsque 0 > ∆T1.
Lors d’un chauffage dans le mode 201 dit « confort acoustique », une première étape de comparaison 602 est effectuée. Lors de cette étape 602 dudit procédé de chauffage, la variable ∆T1 est calculée et est comparée au premier seuil L1 mémorisé dans le module électronique 170. Dans le cas d’un procédé de chauffage, ∆T1 est une valeur négative. Lorsque la valeur de ∆T1 est inférieure à L1, la température T1 de l’air ambiant est trop faible pour le confort de l’utilisateur. Il est alors souhaitable de réchauffer rapidement le local 45.
Ainsi, dans le cas où ∆T1 < L1, une étape de chauffage rapide 604 est initiée. L’appareil 10 fonctionne à pleine puissance pour réduire rapidement l’écart entre la température de l’air ambiant T1 et la première température de consigne T1C.Le compresseur 140 et chaque ventilateur 160 fonctionnent à pleine puissance tout en maintenant la température de la façade 60 de l’enceinte T2 inférieure à la deuxième température de consigne T2Cmax. Une telle étape de chauffage rapide 604 peut aussi être sélectionnée directement par l’utilisateur ou le module électronique 170 dans le cadre d’un mode 202 dit « booster thermique ». Selon un tel mode, une étape de chauffage rapide 604 sera déclenchée sans considération de l’écart ∆T1 par rapport au seuil L1.
Dans le cas du chauffage en mode 201 dit « confort acoustique » et lorsque L1 ≤ ∆T1 ≤ 0, une seconde étape de comparaison 605 est initiée et la variable ∆T1 est comparée au troisième seuil L3 mémorisé dans le module électronique 170. Lorsque la valeur de ∆T1 est supérieure à L3, l’écart entre la température T1 de l’air ambiant et la première température de consigne T1C est faible. La température T1 est alors considérée comme suffisante pour le confort de l’utilisateur.
Ainsi, dans le cas où L3 < ∆T1 ≤ 0 une étape de chauffage lent 606 est initiée. Chaque ventilateur 160 est alors arrêté, favorisant l’échange thermique par rayonnement, décomposé en un échange de chaleur par conduction du troisième échangeur de chaleur 135 avec la façade 60 puis un rayonnement d’infrarouges de ladite face avant. Un échange thermique par convection naturelle a lieu dans le deuxième échangeur de chaleur 130. La puissance délivrée par le compresseur 140 est adaptée afin que la température T2 de la façade 60 de l’enceinte soit la plus haute possible mais toujours inférieure ou égale à la deuxième température de consigne T2Cmax.
Dans le cas où L1 ≤ ∆T1 ≤ L3, une étape de chauffage de transition 608 est initiée. La vitesse de rotation du ventilateur 160 dépend alors de |∆T1|. Plus |∆T1| est élevé, plus la vitesse de rotation de chaque ventilateur 160 est élevée. La puissance délivrée par le compresseur 140 est adaptée pour favoriser un échange thermique par convection forcée dans le deuxième échangeur de chaleur 130.
Inversement, plus |∆T1| est faible, plus la vitesse de rotation de chaque ventilateur 160 est faible et la puissance délivrée par le compresseur 140 est adaptée pour obtenir une température T2 maximale (et inférieure à T2Cmax).
Le procédé de chauffage 600 en mode 201 dit « confort acoustique » permet ainsi de minimiser la vitesse de rotation de chaque ventilateur 160, réduisant ainsi le bruit généré par l’appareil 10. Par ailleurs, ce procédé de chauffage maximise le réchauffement par rayonnement infrarouge de la façade 60, favorisant une sensation de chaleur confortable pour un utilisateur situé dans le local 45.
Le mode 203 dit « économie d’énergie » peut aussi être sélectionné par l’utilisateur ou par le module électronique lors du procédé de chauffage 600. Une étape 610 est alors initiée sans considération de l’écart ∆T1 par rapport au seuil L1. Les ventilateurs 160 et 165 fonctionnent alors à la puissance maximum acceptable pour l’utilisateur. La puissance du compresseur 140 est alors adaptée en fonction de l’écart entre T1 et T1C. Dans ce mode de fonctionnement et lors du procédé de chauffage 600, la température T2 de la façade 60 est la plus basse possible et est notamment limitée à la température de condensation minimale accessible par le compresseur.
Dans un fonctionnement de type rafraîchissement de l’appareil 10, le premier échangeur de chaleur 125 vient céder de la chaleur au flux d’air extérieur circulant dans le compartiment de système thermodynamique 105, ce qui conduit à une condensation du fluide frigorigène. La pression dudit fluide frigorigène est ensuite abaissée dans le détendeur 145. Le fluide frigorigène circule alors dans le second 130, puis dans le troisième 135 échangeurs thermiques. Durant ce parcours, le fluide frigorigène absorbe de l’énergie thermique ce qui conduit à son évaporation. Le compresseur 140 augmente alors par compression la température du fluide frigorigène qui vient ensuite recommencer un nouveau cycle d’échange thermique dans le premier échangeur de chaleur 125.
Un procédé de rafraîchissement 700 de l’appareil 10 va maintenant être décrit à l’appui de la . Ce procédé est notamment mis en œuvre par un programme mémorisé dans le module électronique 170, lorsque 0 < ∆T1.
Lors d’un rafraichissement en mode 201 dit « confort acoustique » est initiée une première étape de comparaison 702. La variable ∆T1 y est calculée et est comparée au deuxième seuil L2 mémorisé dans le module électronique 170. Lorsque la valeur de ∆T1 est supérieure à L2, la température T1 de l’air ambiant est trop élevée pour le confort de l’utilisateur. Il est alors souhaitable de refroidir au plus vite le local 45 pour le confort de l’utilisateur.
Ainsi, dans le cas où L2 < ∆T1, une étape 704 de rafraîchissement rapide est initiée. L’appareil 10 fonctionne à pleine puissance pour réduire rapidement l’écart entre la température de l’air ambiant T1 et la première température de consigne T1C.Le compresseur 140 et chaque ventilateur 160 fonctionnent à pleine puissance admissible assurant toutefois que H < HC, ou en d’autres termes, que la température T2 de la façade 60 de l’enceinte soit supérieure à la troisième température de consigne T2Cmin. Une telle étape de rafraîchissement rapide 704 peut aussi être sélectionnée directement par l’utilisateur ou le module électronique 170 dans le cadre d’un mode 202 dit « booster thermique ». Selon un tel mode, une étape de rafraîchissement rapide 704 sera déclenchée sans considération de l’écart ∆T1 par rapport au seuil L2.
Dans un rafraichissement en mode 201 dit « confort acoustique » et lorsque ∆T1 ≤ L2, une seconde étape de comparaison 705 est initiée et la variable ∆T1 est comparée au quatrième seuil L3 mémorisé dans le module électronique 170. Lorsque la valeur de ∆T1 est inférieure à L4, l’écart entre la température T1 de l’air ambiant et la première température de consigne T1C est faible. La température T1 est alors considérée comme suffisante pour le confort de l’utilisateur.
Ainsi, dans le cas où 0 < ∆T1 < L4, une étape de rafraichissement lent 706 est initiée. Chaque ventilateur 160 est alors arrêté. Un échange thermique par convection naturelle a lieu dans le deuxième échangeur de chaleur 130. La puissance délivrée par le compresseur 140 est adaptée afin que la température T2 de la façade 60 de l’enceinte soit la plus basse possible mais toujours supérieure ou égale à la troisième température de consigne T2Cmin.
Dans le cas où L4 ≤ ∆T1 ≤ L2, une étape de refroidissement de transition 708 est initiée. La vitesse de rotation des ventilateurs 160 ainsi que la puissance délivrée par le compresseur 140 dépendent principalement de |∆T1|. Avantageusement, plus |∆T1| est élevé, plus la vitesse des ventilateurs 160 est élevée et la puissance délivrée par le compresseur est adaptée pour favoriser un échange thermique par convection forcée dans le deuxième échangeur de chaleur 130.
Inversement, plus |∆T1| est faible, plus la vitesse de rotation de chaque ventilateur 160 est faible et la puissance délivrée par le compresseur 140 est adaptée pour obtenir une température T2 minimale (et supérieure à T2Cmin).
Le procédé de rafraîchissement 700 en mode 201 dit « confort thermique » permet ainsi de minimiser la vitesse de rotation de chaque ventilateur 160, réduisant ainsi le bruit généré par l’appareil 10, tout en évitant la formation de condensation sur la façade 60 de l’enceinte.
Le mode 203 dit « économie d’énergie » peut aussi être sélectionné par l’utilisateur ou par le module électronique lors du procédé de rafraîchissement 700. Une étape 710 est alors déclenchée sans considération de l’écart ∆T1 par rapport au seuil L2. Les ventilateurs 160 fonctionnent alors à la puissance maximum acceptable pour l’utilisateur. La puissance du compresseur 140 est alors adaptée en fonction de l’écart entre T1 et T1C. Dans ce mode de fonctionnement 203 et lors du procédé de rafraîchissement 700, la température T2 de la façade 60 est la plus haute possible et est notamment limitée à la température d’évaporation maximale admissible par le compresseur.

Claims (10)

  1. Appareil de traitement climatique (10) pour un local (45) situé dans un bâtiment (20) ; ledit appareil étant configuré sous forme monobloc et délimité par une enceinte externe (55) destinée à être disposée à l’intérieur du local (45) ; une bouche d’entrée (73) et une bouche de sortie d’air extérieur (74), destinées à être raccordées à l’extérieur du bâtiment (20), étant ménagées sur ladite enceinte externe (55) ; l’appareil de traitement climatique comprenant un circuit de fluide frigorigène (150), ledit circuit comprenant un compresseur (140), un premier échangeur de chaleur (125) avec l’air extérieur du local, un détendeur (145) et un deuxième échangeur de chaleur (130) avec l’air intérieur du local ;
    caractérisé en ce que :
    - l’enceinte externe (55) comporte une façade rayonnante (60) formée d’un matériau rayonnant ;
    - le circuit de fluide frigorigène (150) comporte un troisième échangeur de chaleur comprenant une canalisation (135) entre le compresseur (140) et le deuxième échangeur de chaleur (130) ; et
    - ladite canalisation (135) est en contact thermique avec la façade rayonnante (60).
  2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le deuxième échangeur de chaleur (130) comporte une batterie à ailettes.
  3. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le troisième échangeur (135) comporte une canalisation en forme de serpentin ou une plaque comportant une zone de circulation de fluide.
  4. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un circuit d’air intérieur (155), le deuxième (130) et le troisième (135) échangeurs de chaleur étant compris dans ce circuit d’air intérieur (155) ; une entrée et une sortie dudit circuit débouchant sur une première (157) et une seconde (72) ouvertures ménagées sur l’enceinte externe (55), le circuit d’air intérieur comprenant en outre au moins un ventilateur (160) disposé entre l’entrée et la sortie.
  5. Appareil selon la revendication 4, dans lequel le troisième échangeur (135) est placé en amont du deuxième échangeur (130).
  6. Appareil selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un module électronique (170), le module électronique comprenant une mémoire interne ; et un ensemble de capteurs (172) reliés audit module électronique.
  7. Appareil selon la revendication 6, dans lequel l’ensemble de capteurs (172) comprend : une sonde d’humidité (185) de la façade rayonnante (60), une sonde de température (180) de la façade rayonnante (60), et une sonde de température (175) de l’air ambiant du local (45).
  8. Procédé de fonctionnement d’un appareil (10) selon la revendication 4 comprenant les étapes suivantes :
    - mesure d’une première température (T1) d’air ambiant du local et calcul d’un écart (∆T1) de ladite température avec une première température de consigne (T1C) d’air ambiant, ladite température de consigne étant supérieure à la température mesurée ; puis
    - si l’écart (∆T1) est supérieur en valeur absolue à un premier seuil (L1), l’au moins un ventilateur (160) tourne à vitesse maximale ;
    - si l’écart (∆T1) est inférieur en valeur absolue à un troisième seuil (L3), lui-même inférieur en valeur absolue au premier seuil, l’au moins un ventilateur (160) est arrêté et une puissance délivrée par le compresseur (140) est adaptée pour qu’une deuxième température (T2) de la façade rayonnante (60) soit inférieure ou égale à une deuxième température de consigne (T2Cmax) ; et
    - si l’écart (∆T1) est compris en valeur absolue entre les premier (L1) et troisième (L3) seuils, la vitesse de rotation de l’au moins un ventilateur (160) est corrélée positivement à la valeur absolue dudit écart.
  9. Procédé de fonctionnement d’un appareil (10) selon la revendication 4 comprenant les étapes suivantes :
    - mesure d’une température (T1) d’air ambiant du local et calcul d’un écart (∆T1) de ladite température avec une température de consigne (T1C) d’air ambiant, ladite température de consigne étant inférieure à la température mesurée ; puis
    - si l’écart (∆T1) est supérieur en valeur absolue à un deuxième seuil (L2), l’au moins un ventilateur (160) tourne à vitesse maximale ;
    - si l’écart (∆T1) est inférieur en valeur absolue à un quatrième seuil (L4), lui-même inférieur en valeur absolue au deuxième seuil (L2), l’au moins un ventilateur (160) est arrêté et une puissance délivrée par le compresseur (140) est adaptée pour qu’une deuxième température (T2) de la façade rayonnante (60) soit supérieure ou égale à une troisième température de consigne (T2Cmin) ; et
    - si l’écart (∆T1) est compris en valeur absolue entre les deuxième (L2) et quatrième (L4) seuils, la vitesse de rotation de l’au moins un ventilateur (160) est corrélée positivement à la valeur absolue dudit écart.
  10. Installation de traitement climatique (15), comprenant:
    - un bâtiment (20) comprenant une paroi extérieure (30), ladite paroi définissant un local (45) situé dans ledit bâtiment (20); la paroi extérieure comprenant deux orifices traversants (50) débouchant sur le local (45) d’une part, et sur l’extérieur du bâtiment (20) d’autre part ;
    - un appareil de traitement climatique (10) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel :
    - l’enceinte de l’appareil (10) est située dans le local (45), les bouches d’entrée (73) et de sortie (74) d’air extérieur de l’appareil (10) étant disposées en regard des deux orifices traversants (50) ; et
    - des canalisations (75, 80) sont rattachées aux bouches d’entrée (73) et de sortie (74) d’air extérieur de l’appareil (10), et passent au travers des deux orifices traversants (50).
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0269282A2 (fr) * 1986-10-30 1988-06-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Installation de conditionnement d'air
GB2213962A (en) * 1988-01-13 1989-08-23 Toshiba Kk Air conditioner with temperature control of radiant heat exchanger
US5267450A (en) * 1992-07-20 1993-12-07 Matsushita Electric Ind. Co., Ltd. Air conditioning apparatus
EP1225397A1 (fr) * 2001-01-19 2002-07-24 Fondis, S.A. Appareil de climatisation ou de conditionnement d'air notamment pour une cave à vin
EP2667109A1 (fr) * 2011-01-17 2013-11-27 Daikin Industries, Ltd. Climatiseur
EP3124884A1 (fr) 2015-07-30 2017-02-01 Inex Bet Système de renouvellement et de traitement d'air décentralisé, et dispositif de renouvellement et de traitement d'air pour un tel système

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0269282A2 (fr) * 1986-10-30 1988-06-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Installation de conditionnement d'air
GB2213962A (en) * 1988-01-13 1989-08-23 Toshiba Kk Air conditioner with temperature control of radiant heat exchanger
US5267450A (en) * 1992-07-20 1993-12-07 Matsushita Electric Ind. Co., Ltd. Air conditioning apparatus
EP1225397A1 (fr) * 2001-01-19 2002-07-24 Fondis, S.A. Appareil de climatisation ou de conditionnement d'air notamment pour une cave à vin
EP2667109A1 (fr) * 2011-01-17 2013-11-27 Daikin Industries, Ltd. Climatiseur
EP3124884A1 (fr) 2015-07-30 2017-02-01 Inex Bet Système de renouvellement et de traitement d'air décentralisé, et dispositif de renouvellement et de traitement d'air pour un tel système

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