FR3129711A1 - System for controlling a humidity-controlled air extraction device for a ventilation installation, and ventilation installation comprising such a control system - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un système de contrôle (10) d’un dispositif hygroréglable (100) d'extraction d'air pour installation de ventilation, le dispositif hygroréglable comprenant des moyens d’obturation (102) mobiles entre une position fermée et une position ouverte, le système de contrôle étant caractérisé en ce qu’il comporte : - un dispositif de préhension (12) mobile entre une position de repos et une position d’actionnement durant laquelle il reçoit une énergie mécanique, - un générateur électrique (14) configuré pour transformer l’énergie mécanique reçue par le dispositif de préhension en une énergie électrique, - un dispositif de stockage d’énergie électrique (16) configuré pour stocker l’énergie électrique générée par le générateur électrique, - des moyens d’entrainement (18) configurés pour entraîner les moyens d’obturation, et - un dispositif de temporisation (20) configuré pour commander automatiquement, dans une période prédéterminée, le passage en position fermée des moyens d’obturation, à partir de l’énergie électrique stockée. Figure pour l’abrégé : Fig. 1.The invention relates to a control system (10) of a humidity-controlled air extraction device (100) for a ventilation installation, the humidity-controlled device comprising closure means (102) movable between a closed position and a closed position. open, the control system being characterized in that it comprises: - a gripping device (12) movable between a rest position and an actuation position during which it receives mechanical energy, - an electric generator (14) configured to transform the mechanical energy received by the gripping device into electrical energy, - an electrical energy storage device (16) configured to store the electrical energy generated by the electrical generator, - drive means ( 18) configured to drive the shutter means, and - a timer device (20) configured to automatically control, within a predetermined period, the passage into the closed position of the shutter means, from the stored electrical energy. Figure for abstract: Fig. 1.
Description
L’invention concerne un système de contrôle d’un dispositif hygroréglable d’extraction d’air pour installation de ventilation et une installation de ventilation comprenant un tel système de contrôle.The invention relates to a system for controlling a humidity-controlled air extraction device for a ventilation installation and a ventilation installation comprising such a control system.
L’invention peut être appliqué au domaine de l’habitation ou du bâtiment tertiaire.The invention can be applied to the field of housing or tertiary building.
Les bâtiments tels que des logements, écoles ou bureaux, comportent généralement plusieurs pièces et au moins une installation de ventilation des différentes pièces pour renouveler l’air présent dans ces pièces.Buildings such as homes, schools or offices generally have several rooms and at least one ventilation system for the different rooms to renew the air present in these rooms.
Une installation de ventilation comprend généralement un dispositif d’extraction d’air configuré pour extraire l’air interne des pièces, et des entrées d’air configurées pour insuffler naturellement de l’air venant de l’extérieur afin de compenser cette extraction. On parle de ventilation simple fluxA ventilation installation generally includes an air extraction device configured to extract internal air from the rooms, and air inlets configured to naturally inject air from outside in order to compensate for this extraction. We are talking about simple flow ventilation
Le renouvellement de l’air des pièces, nommé également ventilation, a pour principal objectif d’évacuer des polluants de l’air liés à la présence d’occupants, de matériel ou de machines, ainsi que d’évacuer des polluants émis par le bâtiment lui-même. Les polluants de l’air sont en particulier du gaz carbonique CO2, de l’humidité (c’est-à-dire de l’eau) et des composés organiques volatils appelés « COV ».The main objective of renewing the air in rooms, also called ventilation, is to evacuate air pollutants linked to the presence of occupants, equipment or machines, as well as to evacuate pollutants emitted by the building itself. Air pollutants are in particular carbon dioxide CO2, humidity (i.e. water) and volatile organic compounds called “VOCs”.
Pour des raisons d’hygiène et de confort, il est important de réaliser un renouvellement de l’air des pièces notamment fermées.For reasons of hygiene and comfort, it is important to renew the air in closed rooms.
On renouvelle aussi cet air pour contrôler le taux d’hygrométrie intérieur du bâtiment.This air is also renewed to control the humidity level inside the building.
Il est important de maîtriser le débit du renouvellement d’air, afin de limiter les déperditions thermiques dues à l’évacuation de l’air intérieur notamment lorsqu’il est chauffé en hiver, mais également dans le but d’activer un débit de pointe, c’est-à-dire un débit d’air maximal, dans certaines conditions. A titre d’exemple un débit de pointe peut être nécessaire en cas de forte hygrométrie et/ou en cas de présence d’odeurs ou de polluants dans la pièce à ventiler (cuisine, salle de bain par exemple).It is important to control the flow of air renewal, in order to limit heat loss due to the evacuation of indoor air, especially when it is heated in winter, but also in order to activate a peak flow. , i.e. maximum airflow, under certain conditions. For example, a peak airflow may be necessary in the event of high humidity and/or in the event of the presence of odors or pollutants in the room to be ventilated (kitchen, bathroom, for example).
L’insufflation naturelle d’air dans un bâtiment est généralement réalisée avec une entrée d’air comprenant une extrémité d’entrée d’air disposée à l’extérieur du bâtiment, et une extrémité de sortie d’air disposée dans une pièce à ventiler. Une telle entrée d’air permet un tirage thermique lorsqu’il existe une différence de pression entre l’extrémité d’entrée d’air et l’extrémité de sortie d’air, et ainsi une circulation d’air entre l’extérieur du bâtiment et la pièce à ventiler. Plus particulièrement, une telle entrée d’air permet un tirage thermique lorsque la température au niveau de l’extrémité d’entrée d’air est supérieure à la température au niveau de l’extrémité de sortie d’air. Plus la différence de température est élevée, plus la différence de pression est élevée, et plus le débit d’air tiré lors du tirage thermique est élevé. Quand la différence de température diminue, le différentiel de pression entre l’entrée d’air et la sortie d’air est diminué, et le débit d’air tiré peut être insuffisant.The natural insufflation of air into a building is generally carried out with an air inlet comprising an air inlet end disposed outside the building, and an air outlet end disposed in a room to be ventilated. . Such an air inlet allows thermal draft when there is a pressure difference between the air inlet end and the air outlet end, and thus air circulation between the outside of the building and the room to be ventilated. More particularly, such an air inlet allows thermal draft when the temperature at the air inlet end is higher than the temperature at the air outlet end. The higher the temperature difference, the higher the pressure difference, and the higher the airflow drawn during the thermal draft. When the temperature difference decreases, the pressure differential between the air inlet and the air outlet is reduced, and the air flow drawn may be insufficient.
L’extraction d’air dans un bâtiment est généralement faite par une bouche d’extraction, disposée au plafond ou en partie supérieure des murs. La bouche d’extraction comporte une extrémité d’entrée d’air disposée dans la pièce à ventiler, et une extrémité de sortie d’air reliée à un ventilateur comportant une turbine entraînée par un moteur électrique. Le ventilateur génère une dépression pour activer une circulation d’air dans la bouche d’extraction. On parle de ventilation mécanique contrôlée appelée « VMC ». Le ventilateur peut notamment fonctionner en débit fixe, modulé ou intermittent.The extraction of air in a building is generally done by an extraction vent, placed on the ceiling or in the upper part of the walls. The extraction vent comprises an air inlet end disposed in the room to be ventilated, and an air outlet end connected to a fan comprising a turbine driven by an electric motor. The fan generates a negative pressure to activate air circulation in the exhaust vent. We are talking about controlled mechanical ventilation called "VMC". The fan can in particular operate in fixed, modulated or intermittent flow.
Afin d’optimiser la ventilation des pièces en fonction de paramètres comme le niveau des polluants constatés ou la présence de personnes détectée, il est connu de réaliser des bouches d’extraction d’air réglables automatisées. De telles bouches d’extraction d’air comprennent généralement une section de passage d’un flux d’air et des moyens d’obturation configurés pour modifier la section de passage du flux d’air afin de l’ajuster à une valeur prédéterminée, et notamment afin d’activer le débit de pointe. Les moyens d’obturation sont généralement entrainés par un moteur électrique. En outre, le débit de pointe est généralement entrainé manuellement, puis maintenu ou désactivé par un module de temporisation ou par un module électrique équipé de capteurs de présence et de temporisation électrique.In order to optimize the ventilation of rooms according to parameters such as the level of pollutants observed or the presence of people detected, it is known to produce automated adjustable air extraction vents. Such air extraction vents generally comprise an air flow passage section and closure means configured to modify the air flow passage section in order to adjust it to a predetermined value, and in particular in order to activate the peak flow. The shutter means are generally driven by an electric motor. In addition, the peak flow is generally driven manually, then maintained or deactivated by a time delay module or by an electrical module equipped with presence and electrical time delay sensors.
Des bouches d’extraction d’air autonome en énergie sont connus. De telles bouches d’extraction d’air comportent une source d'énergie électrique autonome telle qu’une turbine disposée dans le flux d'air et configurée pour être mise en rotation par le flux d’air de sorte à générer une énergie mécanique, et un dispositif de conversion de l'énergie mécanique générée par la turbine en énergie électrique. De telles bouches d’extraction d’air comportent en outre un dispositif de stockage de l'énergie électrique permettant d’alimenter le moteur électrique.Energy self-sufficient air extraction vents are known. Such air extraction vents comprise an independent electrical energy source such as a turbine arranged in the air flow and configured to be rotated by the air flow so as to generate mechanical energy, and a device for converting the mechanical energy generated by the turbine into electrical energy. Such air extraction vents further comprise an electrical energy storage device making it possible to supply the electric motor.
Cependant, ce type de bouches d’extraction d’air présente plusieurs inconvénients.However, this type of air extraction vents has several disadvantages.
Le débit du flux d’air ne peut pas être contrôlé avec fiabilité en fonction des caractéristiques hygrométriques de la pièce à ventiler. En effet, l’énergie électrique permettant d’alimenter le moteur électrique qui contrôle les moyens d’obturation, dépend de l’énergie mécanique générée par la turbine lorsqu’elle est mise en rotation par le flux d’air traversant le dispositif.The air flow rate cannot be reliably controlled depending on the hygrometric characteristics of the room to be ventilated. In fact, the electrical energy used to supply the electric motor which controls the shutter means depends on the mechanical energy generated by the turbine when it is rotated by the air flow passing through the device.
Comme indiqué précédemment, ces caractéristiques hygrométriques sont très importantes, notamment dans des pièces à ventiler comme les cuisines pour lesquelles des appareils rejettent une quantité importante de polluants lorsque ceux-ci sont en marche ou dans des pièces très humides comme les salles de bain. Par exemple, lorsque ces appareils fonctionnent, le flux d’extraction de l’air présent dans la pièce demande à être augmenté significativement afin de garantir une qualité de l’air suffisante.As indicated previously, these hygrometric characteristics are very important, in particular in rooms to be ventilated such as kitchens for which appliances reject a large quantity of pollutants when they are in operation or in very humid rooms such as bathrooms. For example, when these devices are in operation, the air extraction flow present in the room needs to be increased significantly in order to guarantee sufficient air quality.
En outre, il n’est pas garanti que le dispositif de stockage de l’énergie électrique stocke suffisamment d’énergie électrique pour alimenter le moteur électrique permettant d’augmenter le débit du flux d’air afin de subvenir aux besoins de la pièce à ventiler.In addition, there is no guarantee that the electrical energy storage device stores enough electrical energy to power the electric motor to increase the airflow rate to meet the needs of the room to be ventilate.
Enfin, les turbines dans ces dispositifs sont exposées directement au flux d’air comportant une hygrométrie élevée, une température variable et des polluants tels que des éléments volatils, ce qui influe sur leur fonctionnement. Ces turbines demandent donc un entretien régulier.Finally, the turbines in these devices are directly exposed to airflow with high humidity, variable temperature and pollutants such as volatile elements, which affects their operation. These turbines therefore require regular maintenance.
Dans la suite de la description, par dispositif hygroréglable d’extraction d’air on entendra une bouche d’extraction d’air.In the rest of the description, by humidity-controlled air extraction device is meant an air extraction vent.
L’invention a notamment pour but de pallier au moins l’un de ces inconvénients précités, et concerne à cet effet un système de contrôle d’un dispositif hygroréglable d'extraction d'air pour installation de ventilation, le dispositif hygroréglable comprenant des moyens d’obturation mobiles entre une position fermée et une position ouverte, le système de contrôle comportant :
- un dispositif de préhension mobile entre une position de repos et une position d’actionnement durant laquelle il reçoit une énergie mécanique,
- un générateur électrique configuré pour transformer l’énergie mécanique reçue par le dispositif de préhension en une énergie électrique,
- un dispositif de stockage d’énergie électrique configuré pour stocker l’énergie électrique générée par le générateur électrique,
- des moyens d’entrainement configurés pour entraîner les moyens d’obturation en position ouverte et/ou en position fermée, et
- un dispositif de temporisation configuré pour commander automatiquement, dans une période prédéterminée, le passage en position fermée des moyens d’obturation, à partir de l’énergie électrique stockée.
- a mobile gripping device between a rest position and an actuation position during which it receives mechanical energy,
- an electrical generator configured to transform the mechanical energy received by the gripping device into electrical energy,
- an electrical energy storage device configured to store electrical energy generated by the electrical generator,
- drive means configured to drive the closure means in the open position and/or in the closed position, and
- a time delay device configured to automatically control, within a predetermined period, the passage into the closed position of the shutter means, from the stored electrical energy.
Ainsi, le système de contrôle permet de générer de l’énergie électrique indépendamment du flux d’air traversant le dispositif, dès lors qu’il est nécessaire de répondre aux besoins de la pièce à ventiler, et notamment dès lors qu’il est nécessaire d’activer un débit de pointe. Le débit du flux d’air est contrôlé avec fiabilité, notamment en fonction des caractéristiques hygrométriques de la pièce à ventiler.Thus, the control system makes it possible to generate electrical energy independently of the flow of air passing through the device, when it is necessary to meet the needs of the room to be ventilated, and in particular when it is necessary activate a peak flow. The air flow rate is reliably controlled, in particular according to the hygrometric characteristics of the room to be ventilated.
En outre, la période pendant laquelle les moyens d’obturation sont en position ouverte est optimisée. Cette période doit être la plus précise possible.In addition, the period during which the closure means are in the open position is optimized. This period should be as precise as possible.
Le dispositif de préhension est configuré pour être manipulé par un opérateur.The gripping device is configured to be manipulated by an operator.
Selon d’autres caractéristiques de l’invention, le système de l’invention comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes considérées seules ou selon toutes les combinaisons possibles.According to other features of the invention, the system of the invention comprises one or more of the following optional features considered alone or in all possible combinations.
Selon une caractéristique, les moyens d’entrainement comprennent un moteur électrique.According to one characteristic, the drive means comprise an electric motor.
Selon une caractéristique, les moyens d’entrainement comprennent une pièce mécanique configurée pour entrainer mécaniquement les moyens d’obturation en position ouverte, et le moteur électrique est configuré pour entraîner les moyens d’obturation en position fermée.According to one characteristic, the drive means comprise a mechanical part configured to mechanically drive the closure means in the open position, and the electric motor is configured to drive the closure means in the closed position.
Selon une caractéristique, le moteur électrique est intégré au générateur électrique.According to one characteristic, the electric motor is integrated into the electric generator.
Selon une caractéristique, les moyens d’entrainement comprennent :
- un premier moteur électrique configuré pour entraîner les moyens d’obturation en position ouverte, et
- un deuxième moteur électrique configuré pour entraîner les moyens d’obturation en position fermée.
- a first electric motor configured to drive the closure means in the open position, and
- a second electric motor configured to drive the closure means in the closed position.
Selon une caractéristique, le deuxième moteur électrique est intégré au générateur électrique.According to one characteristic, the second electric motor is integrated into the electric generator.
Selon une caractéristique, le premier moteur électrique est alimenté par une source d’énergie électrique externe.According to one characteristic, the first electric motor is powered by an external electrical energy source.
Selon une caractéristique, le premier moteur électrique est alimenté par une partie de l’énergie électrique générée par le générateur électrique.According to one characteristic, the first electric motor is powered by part of the electrical energy generated by the electric generator.
Selon une caractéristique, la période prédéterminée est comprise entre 20 et 30 minutes à compter du déplacement des moyens d’obturation en position ouverte.According to one characteristic, the predetermined period is between 20 and 30 minutes from the displacement of the closure means in the open position.
Selon une caractéristique, le générateur électrique est un dispositif de conversion dynamoélectrique tel qu’un moteur pas à pas ou un moteur à courant continu.According to one characteristic, the electric generator is a dynamoelectric conversion device such as a stepper motor or a DC motor.
Selon une caractéristique, le dispositif de stockage d’énergie électrique est une capacité électrique.According to one characteristic, the electrical energy storage device is an electrical capacitor.
Selon une caractéristique, le dispositif de préhension comprend un ressort.According to one characteristic, the gripping device comprises a spring.
L’invention concerne en outre un dispositif hygroréglable d'extraction d'air pour installation de ventilation, le dispositif comprenant :
- des moyens d’obturation mobiles entre une position fermée et une position ouverte, et
- un système de contrôle tel que décrit précédemment.
- closure means movable between a closed position and an open position, and
- a control system as described previously.
L’invention concerne en outre une installation de ventilation comprenant :
- un dispositif hygroréglable d'extraction d'air comprenant des moyens d’obturation mobiles entre une position fermée et une position ouverte, et
- un système de contrôle tel que décrit précédemment.
- a humidity-controlled air extraction device comprising shutter means movable between a closed position and an open position, and
- a control system as described above.
Selon une caractéristique, le dispositif de préhension et le générateur électrique sont déportés du dispositif hygroréglable d'extraction d'air.According to one characteristic, the gripping device and the electric generator are remote from the humidity-controlled air extraction device.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description nullement limitative qui suit et de la figure annexée.Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the non-limiting description which follows and the appended figure.
Claims (10)
- un dispositif de préhension (12) mobile entre une position de repos et une position d’actionnement durant laquelle il reçoit une énergie mécanique,
- un générateur électrique (14) configuré pour transformer l’énergie mécanique reçue par le dispositif de préhension en une énergie électrique,
- un dispositif de stockage d’énergie électrique (16) configuré pour stocker l’énergie électrique générée par le générateur électrique (14),
- des moyens d’entrainement (18) configurés pour entraîner les moyens d’obturation (102) en position ouverte et/ou en position fermée, et
- un dispositif de temporisation (20) configuré pour commander automatiquement, dans une période prédéterminée, le passage en position fermée des moyens d’obturation (102), à partir de l’énergie électrique stockée.Control system (10) of a humidity-controlled air extraction device (100) for a ventilation installation (200), the humidity-controlled device (100) comprising closure means (102) movable between a closed position and a open position, the control system being characterized in that it comprises:
- a gripping device (12) movable between a rest position and an actuation position during which it receives mechanical energy,
- an electrical generator (14) configured to transform the mechanical energy received by the gripping device into electrical energy,
- an electric energy storage device (16) configured to store the electric energy generated by the electric generator (14),
- drive means (18) configured to drive the closure means (102) in the open position and/or in the closed position, and
- A time delay device (20) configured to automatically control, within a predetermined period, the passage into the closed position of the shutter means (102), from the stored electrical energy.
- un premier moteur électrique (22A) configuré pour entraîner les moyens d’obturation (102) en position ouverte, et
- un deuxième moteur électrique (22B) configuré pour entraîner les moyens d’obturation (102) en position fermée.Control system according to Claim 1, characterized in that the drive means (18) comprise:
- a first electric motor (22A) configured to drive the closure means (102) in the open position, and
- a second electric motor (22B) configured to drive the closure means (102) in the closed position.
- des moyens d’obturation (102) mobiles entre une position fermée et une position ouverte, et
- un système de contrôle (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes.Humidity-controlled air extraction device (100) for a ventilation installation (200), the device comprising:
- closure means (102) movable between a closed position and an open position, and
- a control system (10) according to any one of the preceding claims.
- un dispositif hygroréglable (100) d'extraction d'air comprenant des moyens d’obturation (102) mobiles entre une position fermée et une position ouverte, et
- un système de contrôle (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8,
dans laquelle le dispositif de préhension (12) et le générateur électrique (14) sont déportés du dispositif hygroréglable d'extraction d'air.Ventilation installation (200) characterized in that it comprises:
- a humidity sensitive air extraction device (100) comprising closing means (102) movable between a closed position and an open position, and
- a control system (10) according to any one of claims 1 to 8,
in which the gripping device (12) and the electric generator (14) are remote from the humidity-controlled air extraction device.
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2022
- 2022-12-01 EP EP22210901.9A patent/EP4191157A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4191157A1 (en) | 2023-06-07 |
| FR3129711B1 (en) | 2024-03-15 |
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