WO2001071259A1 - Appareil individuel monobloc reversible de chauffage thermodynamique du type air-air - Google Patents

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WO2001071259A1
WO2001071259A1 PCT/FR2001/000855 FR0100855W WO0171259A1 WO 2001071259 A1 WO2001071259 A1 WO 2001071259A1 FR 0100855 W FR0100855 W FR 0100855W WO 0171259 A1 WO0171259 A1 WO 0171259A1
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air
room
outside
extracted
air inlet
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PCT/FR2001/000855
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Jacques Rollier
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Jacques Rollier
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/02—Self-contained room units for air-conditioning, i.e. with all apparatus for treatment installed in a common casing
    • F24F1/022—Self-contained room units for air-conditioning, i.e. with all apparatus for treatment installed in a common casing comprising a compressor cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/0001—Control or safety arrangements for ventilation
    • F24F2011/0002—Control or safety arrangements for ventilation for admittance of outside air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/54—Heating and cooling, simultaneously or alternatively

Definitions

  • the invention relates to a single reversible thermodynamic air-air type heating unit, intended in particular to equip living rooms, hotel rooms, offices, small premises, etc., and which can also be used in decentralized collective applications or in addition to existing installations.
  • an apparatus of this type essentially consists of a closed circuit which contains a heat transfer fluid of the "FREON" type circulating between a hot source and a cold source (inside and outside of a room) and which comprises at least one compressor, a condenser, a pressure reducer and an evaporator connected in series, with fans for blowing or extracting air on the condenser and on the evaporator.
  • Means for reversing the direction of circulation of the fluid in the condenser, the expansion valve and the evaporator make it possible to operate the apparatus in heating mode or in cooling mode.
  • the most well-known reversible air-to-air room air conditioners are in the form of a parallelepiped box intended to be installed in a window opening suitable for this purpose or in a hole made in a wall facing the outside, half of the box located outside the room and the other half inside.
  • the compressor, one of the exchangers and one of the fans are housed in the half of the box which is outside while the other exchanger and the other fan is in the half of the box inside.
  • individual air-to-air air conditioners intended to be mounted entirely inside a room and comprising an outdoor air circuit and an indoor air circuit in which the condenser and the evaporator are respectively mounted. mentioned above, and which allow recycling and cooling of the air blown into the room, but which are not reversible and do not include means for extracting air from the room, the introduction of fresh air into the room resulting in air leaks from the interior to the outside of the room, without recovery of thermal energy on these air leaks.
  • Centralized air conditioning systems are also known, comprising one or more several central units connected by pipes and / or by air circulation ducts to individual or collective terminal units.
  • the implementation and maintenance of these installations require the intervention of very specialized personnel and are expensive.
  • a breakdown at the level of a central unit is likely to affect all of the air-conditioned premises.
  • the object of the present invention is in particular to avoid the abovementioned drawbacks of the prior art.
  • thermodynamic air-air type heating unit which can be used both as an independent device and in a decentralized collective installation and without harming the external appearance of the building in which the room is located.
  • the invention provides an individual reversible mono-block thermodynamic heating device of the air-air type, intended to be mounted entirely inside a room and comprising an outside air circuit and an air circuit.
  • the outside air circuit comprising an outside air inlet, a first heat exchanger through which the outside air passes, a fan and an outside air outlet, the inside air circuit comprising an air inlet nine taken from outside, an air inlet to recycle in the room, a second heat exchanger through which the mixture of fresh air and air to recycle and a fan, the two exchangers are part of a circuit thermodynamic also comprising a compressor and an expansion valve, characterized in that the regulator is reversible, in that the thermodynamic circuit comprises means for reversing the direction of circulation of the heat-transfer fluid in the exchangers and the regulator, and in that the external air circuit also comprises an air inlet orifice extract from the room and means for mixing the extracted air and the outside air upstream of the first exchanger, the apparatus comprising means for adjusting the flow rates of fresh air, extracted air, outside air and of air to be recycled and control means of these adjustment means to vary the flow rates of fresh air and extracted air in synchronism and in the same direction and the flow rates of outside air and air to
  • the invention makes it possible, thanks to a new combination of means in a small individual device and of low power (typically a few kW of useful power), to perform the following functions in an individual room or considered as such, for example a module in a modular room, partitioned or not: - on the treated air blown into the room: an adjustable fresh air-air mixture to be recycled, ventilation, cooling or heating, air renewal, by adjustable extraction d room air and adjustable introduction of fresh air into the room, - an energy transfer between a mixture of air to be recycled and fresh air and a mixture of extracted air and outside air, all of the control, safety and regulation functions on the treated air.
  • a module in a modular room partitioned or not: - on the treated air blown into the room: an adjustable fresh air-air mixture to be recycled, ventilation, cooling or heating, air renewal, by adjustable extraction d room air and adjustable introduction of fresh air into the room, - an energy transfer between a mixture of air to be recycled and fresh air and a mixture of extracted air and outside air, all of the
  • the device being housed entirely in the room to be air conditioned, only air inlet and outlet vents are visible outside the room, these air inlet and outlet vents are advantageously equipped decorative grilles with very low pressure losses or being concealed in architectural motifs.
  • the device comprises means for fixing and connection to a wall element comprising passages connecting air inlet and outlet openings installed in the exterior wall to the aforementioned inlet openings and air outlet of the device, and means of connection to a power supply network and possibly to control, servo and / or fault diagnosis circuits.
  • the distribution of the air inlet and outlet openings in the exterior wall may be different from that of the air inlet and outlet openings formed in the device, the wall element comprising if necessary passages connecting the air inlet and outlet openings to the corresponding air inlet and outlet openings of the device, with sound absorption means forming "sound traps", preventing the transmission of noise between the outside and the inside of the room by these air passages.
  • the means of fixing and connecting the device to the wall element are advantageously designed to allow rapid and automatic mounting of the device on this element.
  • Locking means are provided to prevent disassembly of the device by unauthorized persons.
  • the means of connecting the wall element to control or servo circuits allow the device according to the invention to be used either independently and independently, or by integrating it into a decentralized collective installation which can use centralized technical management.
  • an air-air heat exchanger preferably a heat pipe formed of a bundle of finned tubes containing a heat transfer fluid in liquid-vapor equilibrium, is housed in the apparatus, partly in a fresh air inlet passage and partly in an air intake passage extracted from the room.
  • the heat pipe In heating mode, the heat pipe allows, without energy consumption, first level energy recovery from the air extracted from the room and its transmission to the fresh air which will be admitted into the room. With a reversible exchanger, energy recovery from the extracted air is possible in the heating and cooling modes.
  • the device comprises a first compartment formed by a series of aligned chambers, a first of which at one end of the compartment has sound insulation and contains the compressor, a second of which has the orifices of inlet of outside air and air extracted from the room and forms a mixing chamber, a third of which contains the first heat exchanger and a fourth of which contains a suction fan through this air mixture exchanger of the second chamber and comprises the outlet port for the outside air mixture and of air extracted from the room, and a second compartment essentially comprising the fresh air inlet orifice and the air inlet orifice to be recycled, a mixing chamber which extends over substantially the entire largest dimension of the second compartment, a fan motor and the second heat exchanger which extend over the entire length of said mixing chamber opposite the air outlet orifice treated in the room.
  • the arrangement of the various components of the device is optimal, which makes it possible to reduce the noise level and the overall size of the device.
  • the heat pipe or the air-air exchanger is fixed to the end of a sheath forming an air inlet passage extracted from the room, - the fresh air inlet and air inlet passages extract are fitted with first filters, upstream of the heat pipe or air-air exchanger,
  • the first compartment includes a fifth chamber containing electrical supply and control and fault diagnosis circuits, the two compartments are vertically superimposed and the fresh air inlet and extract air inlet openings are approximately aligned in a vertical direction, - additional or replacement heating means are mounted in the air outlet treaty,
  • the device includes a hinged body fastening of the lockable type and quick opening for access to filters and for unlocking the device on its support.
  • an electrical switch is provided to cut off the electrical supply to the appliance when the bodywork is opened.
  • the invention makes it possible to combine and concentrate the advantages of known reversible air-air air conditioning systems in a single unitary device while avoiding their drawbacks and also offers the possibility of using this device in a decentralized collective installation or in addition to an existing installation.
  • FIG. 1 is a schematic view in vertical section of an apparatus according to the invention mounted on a wall of a room;
  • FIG. 2 shows schematically this device mounted on a wall element;
  • Figures 3a and 3b schematically represent the thermodynamic circuit of this air conditioning unit;
  • - Figure 4 is a schematic front view, in section, of an apparatus according to the invention;
  • FIG. 5 is a schematic sectional view along the line V-V of Figure 4; - Figure 6 is a block diagram of the apparatus according to the invention.
  • the reference 10 designates a wall of a room in which is mounted an apparatus 12 according to the invention, which is fixed to the wall 10 by any suitable means.
  • the device 12 is externally in the form of a box 14 with two separate compartments 16, 18 in which are housed the components of the thermodynamic circuit shown in Figures 3a and 3b and which respectively form an interior air circuit and a circuit d outside air.
  • the wall 10 on which the device 12 is fixed includes holes in which are mounted a fresh air inlet mouth 22 which communicates with the compartment 16, an outside air inlet mouth 26 which communicates with the compartment 18, and an air outlet mouth 28 outside.
  • the compartment 16 comprises an air inlet orifice 30 which is taken from the room and which is intended to be recycled inside the room and an orifice for the air outlet 32 treated by the device according to the invention and blown into the room.
  • An orifice formed in the box 14 allows an air inlet 34 extracted from the room and intended to be discharged outside.
  • the fresh air 22 taken from the outside is mixed with the air 30 to be recycled and passes over a heat exchanger 36 before being blown at 32 into the room.
  • the air 34 extracted from the room is mixed with the air 26 taken from the outside and passes over a heat exchanger 38 before being discharged outside through the outlet mouth 28.
  • the device 12 is hung on a partitioned wall element 40, fixed on the wall 10 and embedded for example in a thermal insulation 42 covering the inner face of the wall 10 or else embedded in the wall himself.
  • this element 40 comprises air passages 44 shown in dotted lines, which connect the air inlet and outlet openings 20, 24, 28 to the corresponding orifices formed in the walls of the compartments 16 and 18 of the device. 12, these passages 44 allowing a different distribution of the inlet and outlet openings 20, 24, 28 and may include sound absorption means preventing the transmission of noise between the exterior and the interior of the room by these passages d 'air.
  • the wall element 40 may also include one or more air passages 46 which connect the air inlet 26 of the compartment 18 of the device 12 to another room, for energy recovery from the air taken from this other room.
  • the wall element 40 is advantageously equipped with means for connection to an electrical supply network and for means for connection to remote control or servo means. It can also include means for connecting a test or fault diagnosis unit.
  • the attachment or fixing of the device 12 on the wall element 40 is done by means of quick connection means and interlocking or snap-fastening and locking means preventing disassembly of the device 12 by an unauthorized person.
  • the wall element 40 can be mounted and connected to the wall 10 at first, and the device 12 is hung and locked on the element 40 at the end of installation. As shown in FIG. 2, the element 40 and the device 12 are in light blown upwards, at a certain height above the ground, which facilitates maintenance and cleaning of the premises.
  • the device 12 could also be placed on the ground, fixed in height or to a ceiling, or mounted in fanlight downward.
  • the device can be movable.
  • thermodynamic circuit 48 shown diagrammatically in FIGS. 3a and 3b comprises, in series in a closed loop, a compressor 50, the above-mentioned heat exchangers 36 and 38, a reversible expansion valve 52 and means 54 making it possible to reverse the direction of circulation d 'a heat transfer fluid of the "FREON" type in exchangers 36 and 38, these means being constituted in the example shown by a four-way valve mounted between the high-pressure outlet 56 and the low-pressure return 58 of the compressor 50.
  • the heat transfer fluid leaving under pressure from the compressor 50 first passes through the exchanger 38 which forms the condenser, then through the regulator 52 and the exchanger 36 where it is vaporized, and returns to the low-pressure inlet 58 of the compressor.
  • the pressurized fluid leaving the compressor 50 passes first through the exchanger 36 which forms the condenser, then through the pressure reducer 52 and through the exchanger 38 which forms the evaporator, before being reduced to 58 at the low-pressure inlet of the compressor.
  • the control of the reversing means 54 makes it possible to operate the heat exchanger 36 mounted in the box 16 of the device 12 as an evaporator to cool the air 32 blown into the room, or as a condenser to heat the air 32.
  • the compartments 16 and 18 of the box 14 of the device according to the invention are vertically superimposed and the lower compartment 18 comprises a series of five aligned chambers, the first of which 60 , at one end of the box, contains the compressor 50 mounted on elastic suspension means and has an internal coating 62 of acoustic insulation, this chamber 60 being followed by a second chamber 64 which comprises an orifice 66 for entry of outside air and an orifice 68 for the entry of air extracted from the room and forms a chamber for mixing outside air and extracted air.
  • Flaps 70, 71 for adjusting the flow are mounted in the second chamber 64 immediately downstream of the orifices 66 and 68 and are actuated by suitable means such as jacks or electric micro-motors for regulating the air flows passing through the holes 66 and 68.
  • the second chamber 64 communicates with a third chamber 72 in which the above-mentioned heat exchanger 38 is housed, intended to be traversed by the mixture of outside air and extracted air coming from the second chamber 64.
  • a filter 74 traversed by this mixture of outside air and extracted air is mounted at the outlet of the second chamber 64.
  • a free space 76 between the filter 74 and the exchanger 38 is used to collect the condensates for evacuating and / or vaporizing them.
  • the third chamber 72 is followed by a fourth chamber 77 in which is mounted a fan motor 78, such as a centrifugal fan motor for example, comprising an outlet duct intended to be connected to the air outlet mouth 28 mounted in the wall 10.
  • a fan motor 78 such as a centrifugal fan motor for example, comprising an outlet duct intended to be connected to the air outlet mouth 28 mounted in the wall 10.
  • This fourth chamber 77 is followed by a fifth chamber 79 forming an electrical cabinet, in which are housed means for supplying electrical power to the components of the air conditioning apparatus, control means and regulation means, electrical connection means. on the support element 40, as well as means for diagnosing faults.
  • the compartment 18 is separated from the upper compartment 16 of the box by a partition 80 above which there is, inside the compartment 16, a chamber 82 which extends over substantially the entire length of the box and which has an orifice 84 fresh air intake taken outside and an air intake opening 86 to be recycled, taken inside the room.
  • Flaps 88, 89 for adjusting the flow controlled by cylinder or by micro-motor electrical for example, are provided immediately downstream of the orifices 84 and 86, respectively.
  • the shutters 71 for adjusting the air flow extracted from the room and the shutters 88 for adjusting the fresh air flow are actuated in synchronism, so that the flow rates of extracted air and fresh air are substantially equal.
  • the shutters 70 for adjusting the outside air inlet and the shutters 89 for adjusting the inlet of air to be recycled are likewise controlled in synchronism so that the flow rates of outside air and of air to be recycled vary in opposite directions. extract air and fresh air flow rates.
  • a single electric micro-motor or possibly a jack controls the flaps 70, 71, 88 and 89, by rotation in one direction and in the other of an element such as a disc on which are fixed, at points. diametrically opposite, the ends of two cables sliding in fixed sheaths, the other ends of these cables being connected to means for driving the flaps 70 and 89 on the one hand, and to means for driving the flaps 71 and 88 on the other hand.
  • an air-air exchanger such as a heat pipe 90 is partly mounted in the second chamber 64 of the lower box 18 and partly in the room 82 of the upper box 16, and passes through the partition 80 above, for heat transfer between the air extracted from the room and the fresh air taken from the outside.
  • the lower part 90 of the heat pipe is mounted at the downstream end of a sheath 92 which is connected by its upstream end to the orifice 68 for the inlet of air extracted from the room, so that the air extracted from the room passes through the lower part of the heat pipe 90 before being mixed with the outside air admitted through the orifice 66.
  • a filter 94 is mounted in the sheath 92 to prevent or reduce the risks of clogging of the part bottom of the heat pipe by the air extracted from the room.
  • the upper part of the heat pipe 90 is aligned with the orifice 84 of fresh air inlet and is connected to this orifice by a duct in which a filter 96 is placed to reduce the risks of clogging of the upper part of the heat pipe by the 'fresh air taken from outside.
  • the fresh air inlet orifice 84 has relatively reduced dimensions, while the air inlet orifice 86 to be recycled extends over most of the length of the chamber 82.
  • a motor fan such as a tangential fan 98 driven by an electric motor 100 is mounted in the upper compartment 16 of the box above the chamber 82 and extends over substantially the entire length of the box.
  • the rotation of the fan 98 causes a suction of the mixture of fresh air and air to be recycled in the chamber 82, through a filter 102.
  • the above-mentioned heat exchanger 36 is mounted in the upper part of the compartment 16, between the fan tangential 98 and an air outlet orifice 104 in the room or between the filter 102 and the fan 98.
  • Supplementary or alternative heating means such as electrical resistors 106 for example, are mounted between the exchanger 36 and the air outlet 104.
  • Condensate collection means are provided under the heat exchanger 36 and are connected to the condensate recovery means arranged in the lower compartment 18 between the second chamber 64 and the chamber 79. These condensates are collected to be evacuated at more or less regular intervals to be eliminated and / or vaporized on the condenser of the thermodynamic circuit during the periods of operation of the compressor.
  • the front face of the box 14 comprises a body, for example articulated with quick opening, comprising locking means of the key lock type. Opening or removing the body gives access to the various filters mounted inside the box and to the condensate collection means, and makes it possible to dismantle the device from the wall support.
  • the opening of the body causes, by actuation of a switch, the cut of the electrical supply of the device.
  • the controls that can be used by a local occupant can be placed on the front of compartment 16, for example.
  • the air conditioning device which has just been described can be used in the following manner, either with an operation of the thermodynamic circuit of FIGS. 3a and 3b, or without operation of this circuit, the control means of the device triggering the operation of the compressor 50 when the other heating or cooling possibilities have been used and exhausted.
  • the flaps 70, 71 for regulating the flow of outside air and extracted air and the flaps 88, 89 for regulating the flow of fresh air and return air to be recycled allow operation either in economizer mode with a maximum flow of fresh air entering through port 84 and a maximum flow of air extracted from room through port 68, either in recycling mode with a minimum flow of fresh air entering through port 84 and a maximum flow of air to be recycled taken up in the room through port 86, or according to a combination any of these two modes, the flaps 88 for adjusting the fresh air inlet flow operating in opposition to the flaps 89 for adjusting the air flow to be recycled, the fresh air inlet flow being maximum when the air flow to recycle is minimal, and vice versa.
  • Means are provided to prevent complete closure of the flaps 88 of the orifice 84, to permanently maintain a minimum flow rate of fresh air entering the room. Means are also provided so that the fresh air inlet flow rate is always slightly greater than the air flow rate extracted from the room, with the consequence of a slight overpressure of air in the room preventing the entry of parasitic air.
  • the operation of the compressor 50 is controlled by a control and regulation circuit comprising for example enthalpy or temperature probes making it possible, by comparison of the characteristics of the air in the room and of the air outside the room to control operating and stopping the compressor in the most economical way possible. For example, when it is necessary to cool the air inside the room, all the possibilities of cooling by means of air taken directly from the outside are used before the operation of the compressor is authorized.
  • the exchanger 36 operates as a condenser, for heating the mixture of air to be recycled and fresh air taken from outside, which is blown into the room.
  • the means 106 for additional or substitution heating make it possible either to supplement the heating requirements, or to provide them entirely, for example in the event of icing of the exchanger 38.
  • the heat pipe 90 thanks to a first recovery of energy from the air extracted from the room and the transmission of the recovered energy to the fresh air taken from outside, allows to significantly reduce the power of the compressor necessary for a same thermal power recovered, this reduction being able to reach 30% in the best of cases.
  • a second energy recovery is carried out on the extracted air mixed with the outside air as it passes over the exchanger 38.
  • FIG. 6 schematically represents the different air flows and their treatments.
  • the compressor 50 of the device according to the invention can be managed by a known process ("inverter” process) in which the regulation results from a frequency variation around an average value (50 Hz in France) which causes a variation in the speed of rotation of the compressor and therefore a variation in its flow rate and its power.
  • the apparatus according to the invention does not include a heat pipe, the duct 92 for the passage of extracted air on which the heat pipe is removed and the air extracted from the room, entering through the orifice 68 is directly mixed with the outside air in the room 64.
  • the device can be used for total recycling of indoor air, without mixing with fresh air taken from outside and without rejection of air taken from outside. inside.
  • the device according to the invention is also usable or achievable in non-reversible mode, for operation only in heating or only in cooling.
  • antiseptic and / or disinfectant products can be added manually or automatically to the condensate recovery means, and deodorizing, scented, mosquito repellent, etc. diffusing products. can be added to the treated air blown into the room.
  • the apparatus according to the invention is intended to equip individual premises, such as living rooms, hotel rooms, offices, etc., by operating independently or as part of a decentralized collective installation.
  • the mounting of the boxes 14 on wall elements 40 as shown in FIG. 2 facilitates the installation of the devices according to the invention and allows, by standard exchange of the devices on the wall panels, to carry out their repairs and their maintenance in the workshop rather than on the spot.

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Abstract

Appareil individuel monobloc réversible de chauffage thermodynamique du type air-air, monté entièrement à l'intérieur d'un local et comprenant un circuit d'air extérieur et un circuit d'air intérieur, deux échangeurs faisant partie d'un circuit thermodynamique comprenant également un compresseur et un détendeur, des moyens (70, 71, 88, 89) de réglage de débits d'air neuf, d'air extrait, d'air extérieur et d'air à recycler et des moyens de commande de ces moyens de réglage.

Description

Appareil individuel monobloc réversible de chauffage 'thermodynamique du type air-air
L'invention concerne un appareil individuel monobloc réversible de chauffage thermodynamique du type air-air, destiné notamment à équiper des pièces d'habitation, des chambres d'hôtel, des bureaux, des locaux de petite taille, etc., et pouvant également être utilisé dans des applications collectives décentralisées ou en appoint d'installations existantes .
De façon générale, un appareil de ce type est essentiellement constitué d'un circuit fermé qui contient un fluide caloporteur du type "FREON" circulant entre une source chaude et une source froide (l'intérieur et l'extérieur d'un local) et qui comprend au moins un compresseur, un condenseur, un détendeur et un évaporateur reliés en série, avec des ventilateurs pour le soufflage ou l'aspiration d'air sur le condenseur et sur 1 ' évaporateur . Des moyens d'inversion du sens de circulation du fluide dans le condenseur, le détendeur et 1 ' évaporateur permettent de faire fonctionner l'appareil en mode chauffage ou en mode refroidissement.
Les climatiseurs individuels réversibles monoblocs air-air les plus connus se présentent sous forme d'un caisson parallélépipèdique destiné à être installé dans une ouverture de fenêtre adaptée à cet effet ou dans un trou réalisé dans un mur donnant sur l'extérieur, une moitié du caisson se trouvant à l'extérieur du local et l'autre moitié à l'intérieur. Le compresseur, l'un des échangeurs et un des ventilateurs sont logés dans la moitié du caisson qui est à l'extérieur tandis que l'autre échangeur et l'autre ventilateur sont dans la moitié du caisson à 1 ' intérieur .
Ces climatiseurs connus présentent un certain nombre d'inconvénients : ils sont bruyants, ils forment des saillies importantes et particulièrement inesthétiques sur les façades ou les murs extérieurs, et les parties des caissons se trouvant à l'extérieur des bâtiments sont soumises aux intempéries, d'où un vieillissement prématuré de leurs composants et de leur carrosserie.
D'autres climatiseurs individuels réversibles air-air sont formés d'au moins deux blocs reliés par des tuyauteries et présentent les mêmes inconvénients que les appareils monoblocs précités puisqu'un des deux blocs se trouve à l'extérieur, avec l'inconvénient supplémentaire que les tuyauteries de liaison sont apparentes de façon particulièrement inesthétique sur les façades ou les murs des bâtiments et que les blocs et les tuyauteries extérieurs peuvent être d'accès difficile.
On connaît aussi des climatiseurs individuels monoblocs air-air, destinés à être montés entièrement à l'intérieur d'un local et comprenant un circuit d'air extérieur et un circuit d'air intérieur dans lesquels sont respectivement montés le condenseur et 1 ' évaporateur précités, et qui permettent un recyclage et un refroidissement de l'air soufflé dans le local, mais qui ne sont pas réversibles et ne comprennent pas de moyens d'extraction d'air du local, l'introduction d'air neuf dans le local se traduisant par des fuites d'air de l'intérieur vers l'extérieur du local, sans récupération d'énergie thermique sur ces fuites d'air.
On connaît également des installations centralisées de climatisation, comprenant une ou plusieurs unités centrales reliées par des tuyauteries et/ou par des gaines de circulation d'air à des unités terminales individuelles ou collectives. La mise en oeuvre et la maintenance de ces installations nécessitent l'intervention d'un personnel très spécialisé et sont coûteuses. En outre, une panne au niveau d'une unité centrale est susceptible d'affecter l'ensemble des locaux climatisés .
La présente invention a notamment pour but d'éviter les inconvénients précités de la technique antérieure .
Elle a pour objet un appareil individuel monobloc réversible de chauffage thermodynamique du type air-air qui puisse être utilisé aussi bien comme appareil indépendant que dans une installation collective décentralisée et sans nuire à l'aspect extérieur du bâtiment dans lequel se trouve le local. L'invention propose, à cet effet, un appareil individuel monobloc réversible de chauffage thermodynamique du type air-air, destiné à être monté entièrement à l'intérieur d'un local et comprenant un circuit d'air extérieur et un circuit d'air intérieur, le circuit d'air extérieur comprenant une entrée d'air extérieur, un premier échangeur de chaleur traversé par l'air extérieur, un ventilateur et une sortie d'air extérieur, le circuit d'air intérieur comprenant une entrée d'air neuf prélevé à l'extérieur, une entrée d'air à recycler dans le local, un second échangeur de chaleur traversé par le mélange d'air neuf et d'air à recycler et un ventilateur, les deux echangeurs faisant partie d'un circuit thermodynamique comprenant également un compresseur et un détendeur, caractérisé en ce que le détendeur est réversible, en ce que le circuit thermodynamique comprend des moyens d'inversion du sens de circulation du fluide caloporteur dans les echangeurs et le détendeur, et en ce que le circuit d'air extérieur comprend également un orifice d'entrée d'air extrait du local et des moyens de mélange de l'air extrait et de l'air extérieur en amont du premier échangeur, l'appareil comprenant des moyens de réglage des débits d'air neuf, d'air extrait, d'air extérieur et d'air à recycler et des moyens de commande de ces moyens de réglage pour faire varier les débits d'air neuf et d'air extrait en synchronisme et dans le même sens et les débits d'air extérieur et d'air à recycler en synchronisme et dans un sens opposé à celui de la variation des débits d'air neuf et d'air extrait, permettant à l'appareil de fonctionner soit en mode recyclage avec une entrée minimale d'air neuf et un débit maximal d'air à recycler, soit en mode économiseur avec une entrée maximale d'air neuf et un débit maximal d'air extrait, sans fonctionnement du compresseur.
L'invention permet, grâce à une nouvelle combinaison de moyens dans un appareil individuel de petite taille et de faible puissance (typiquement quelques kW de puissance utile), d'assurer les fonctions suivantes dans un local individuel ou considéré comme tel, par exemple un module d'un local modulaire cloisonné ou non : - sur l'air traité soufflé dans le local : un mélange réglable air neuf-air à recycler, une ventilation, un rafraîchissement ou un chauffage, un renouvellement d'air, par extraction réglable d'air du local et introduction réglable d'air neuf dans le local, - un transfert d'énergie entre un mélange air à recycler et air neuf et un mélange air extrait et air extérieur, l'ensemble des fonctions de contrôle, de sécurité et de régulation sur l'air traité.
De plus, l'appareil étant logé entièrement dans le local à climatiser, seules des bouches d'entrée et de sortie d'air sont apparentes à l'extérieur du local, ces bouches d'entrée et de sortie d'air étant avantageusement équipées de grilles décoratives à très faibles pertes de charge ou étant dissimulées dans des motifs architecturaux.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'appareil comprend des moyens de fixation et de connexion sur un élément mural comportant des passages reliant des bouches d'entrée et de sortie d'air installées dans le mur extérieur aux orifices précités d'entrée et de sortie d'air de l'appareil, et des moyens de connexion à un réseau d'alimentation électrique et éventuellement à des circuits de commande, d'asservissement et/ou de diagnostic de pannes .
Dans ce cas, la distribution des bouches d'entrée et de sortie d'air dans le mur extérieur peut être différente de celle des orifices d'entrée et de sortie d'air formés dans l'appareil, l'élément mural comprenant si nécessaire des passages reliant les bouches d'entrée et de sortie d'air aux orifices correspondants d'entrée et de sortie d'air de l'appareil, avec des moyens d'absorption phonique formant "pièges à sons", empêchant la transmission de bruits entre l'extérieur et l'intérieur du local par ces passages d'air.
De plus, les moyens de fixation et de connexion de l'appareil sur l'élément mural sont avantageusement conçus pour permettre un montage rapide et automatique de l'appareil sur cet élément. Des moyens de verrouillage sont prévus pour empêcher le démontage de l'appareil par des personnes non autorisées.
Enfin, les moyens de connexion de l'élément mural à des circuits de commande ou d'asservissement permettent d'utiliser l'appareil selon l'invention soit de façon autonome et indépendante, soit en 1 ' intégrant à une installation collective décentralisée pouvant utiliser une gestion technique centralisée .
Selon une autre caractéristique de l'invention, un échangeur de chaleur air-air, de préférence un caloduc formé d'un faisceau de tubes à ailettes contenant un fluide caloporteur en équilibre liquide- vapeur, est logé dans l'appareil, pour partie dans un passage d'entrée d'air neuf et pour partie dans un passage d'entrée d'air extrait du local.
En mode chauffage, le caloduc permet, sans consommation d'énergie, une récupération d'énergie de premier niveau sur l'air extrait du local et sa transmission à l'air neuf qui va être admis dans le local. Avec un échangeur réversible, une récupération d'énergie sur l'air extrait est possible dans les modes de chauffage et de refroidissement.
Dans un mode de réalisation de l'invention, l'appareil comprend un premier compartiment formé d'une série de chambres alignées dont une première à une extrémité du compartiment comporte une isolation phonique et contient le compresseur, dont une deuxième comporte les orifices d'entrée d'air extérieur et d'air extrait du local et forme une chambre de mélange, dont une troisième contient le premier échangeur de chaleur et dont une quatrième contient un motoventilateur d'aspiration à travers cet échangeur du mélange d'air de la deuxième chambre et comporte l'orifice de sortie du mélange d'air extérieur et d'air extrait du local, et un second compartiment comportant essentiellement l'orifice d'entrée d'air neuf et l'orifice d'entrée d'air à recycler, une chambre de mélange qui s'étend sur sensiblement toute la plus grande dimension du second compartiment, un motoventilateur et le second échangeur de chaleur qui s ' étendent sur toute la longueur de ladite chambre de mélange en regard de l'orifice de sortie d'air traité dans le local. Dans ce mode de réalisation, l'agencement des différents composants de l'appareil est optimal, ce qui permet de réduire le niveau sonore et l'encombrement global de l'appareil.
Selon encore d'autres caractéristiques de 1 ' invention :
- le caloduc ou 1 ' échangeur air-air est fixé à l'extrémité d'une gaine formant un passage d'entrée d'air extrait du local, - les passages d'entrée d'air neuf et d'entrée d'air extrait sont équipés de premiers filtres, en amont du caloduc ou échangeur air-air,
- d'autres filtres sont prévus entre la chambre de mélange et le premier échangeur dans le premier compartiment, et entre la chambre de mélange et le motoventilateur dans le second compartiment,
- le premier compartiment comprend une cinquième chambre contenant des circuits d'alimentation électrique et de commande et de diagnostic de pannes, les deux compartiments sont verticalement superposés et les orifices d'entrée d'air neuf et d'entrée d'air extrait sont approximativement alignés en direction verticale, - des moyens de chauffage d'appoint ou de substitution sont montés dans la sortie d'air traité,
- l'appareil comprend une carrosserie articulée à fixation du type verrouillable et à ouverture rapide pour l'accès aux filtres et pour le déverrouillage de l'appareil sur son support. De préférence, un interrupteur électrique est prévu pour couper l'alimentation électrique de l'appareil à l'ouverture de la carrosserie.
De façon générale, l'invention permet de combiner et concentrer les avantages des systèmes connus de climatisation réversible air-air dans un appareil individuel monobloc tout en évitant leurs inconvénients et offre en outre la possibilité d'utiliser cet appareil dans une installation collective décentralisée ou en appoint d'une installation existante.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un appareil selon l'invention monté sur un mur d'un local ;
- la figure 2 représente schématiquement cet appareil monté sur un élément mural ; les figures 3a et 3b représentent schématiquement le circuit thermodynamique de cet appareil de climatisation ; - la figure 4 est une vue schématique de face, en coupe, d'un appareil selon l'invention ;
- la figure 5 est une vue schématique en coupe selon la ligne V-V de la figure 4 ; - la figure 6 est un schéma fonctionnel de l'appareil selon l'invention.
En figure 1, la référence 10 désigne un mur d'un local dans lequel est monté un appareil 12 selon l'invention, qui est fixé sur le mur 10 par tout moyen approprié.
L'appareil 12 se présente extérieurement sous forme d'un caisson 14 à deux compartiments séparés 16, 18 dans lesquels sont logés les composants du circuit thermodynamique représenté aux figures 3a et 3b et qui forment respectivement un circuit d'air intérieur et un circuit d'air extérieur.
Le mur 10 sur lequel est fixé l'appareil 12 comprend des trous dans lesquels sont montées une bouche 20 d'entrée d'air neuf 22, qui communique avec le compartiment 16, une bouche 24 d'entrée d'air extérieur 26 qui communique avec le compartiment 18, et une bouche 28 de sortie d'air à l'extérieur.
Le compartiment 16 comprend un orifice d'entrée d'air 30 qui est prélevé dans le local et qui est destiné à être recyclé à l'intérieur du local et un orifice pour la sortie d'air 32 traité par l'appareil selon l'invention et soufflé dans le local.
Un orifice formé dans le caisson 14 permet une entrée d'air 34 extrait du local et destiné à être rejeté à l'extérieur.
Dans le compartiment 16 de l'appareil 12, l'air neuf 22 prélevé à l'extérieur est mélangé à l'air 30 à recycler et passe sur un échangeur de chaleur 36 avant d'être soufflé en 32 dans le local. Dans le compartiment 18, l'air 34 extrait du local est mélangé à l'air 26 prélevé à l'extérieur et passe sur un échangeur de chaleur 38 avant d'être rejeté à l'extérieur par la bouche de sortie 28.
Dans la variante de réalisation de la figure 2, l'appareil 12 est accroché sur un élément mural cloisonné 40, fixé sur le mur 10 et encastré par exemple dans une isolation thermique 42 recouvrant la face intérieure du mur 10 ou bien encastré dans le mur lui-même.
Avantageusement, cet élément 40 comprend des passages d'air 44 représentés en pointillés, qui relient les bouches d'entrée et de sortie d'air 20, 24, 28 aux orifices correspondants formés dans les parois des compartiments 16 et 18 de l'appareil 12, ces passages 44 permettant une répartition différente des bouches d'entrée et de sortie 20, 24, 28 et pouvant comporter des moyens d'absorption phonique empêchant la transmission des bruits entre l'extérieur et l'intérieur du local par ces passages d ' air.
L'élément mural 40 peut également comprendre un ou plusieurs passages d'air 46 qui relient l'entrée d'air 26 du compartiment 18 de l'appareil 12 à un autre local, pour une récupération d'énergie sur l'air prélevé dans cet autre local.
Enfin, l'élément mural 40 est avantageusement équipé de moyens de connexion à un réseau d'alimentation électrique et à des moyens de liaison à des moyens de commande ou d'asservissement situés à distance. Il peut aussi comprendre des moyens de connexion d'un boîtier de test ou de diagnostic de pannes . De préférence, l'accrochage ou la fixation de l'appareil 12 sur l'élément mural 40 se fait par 1 ' intermédiaire de moyens de connexion rapide et d'emboîtement ou d' encliquetage et de moyens de verrouillage empêchant le démontage de l'appareil 12 par une personne non autorisée.
Lors de l'installation dans un bâtiment, l'élément mural 40 peut être monté et raccordé sur le mur 10 dans un premier temps, et l'appareil 12 est accroché et verrouillé sur l'élément 40 en fin d'installation. Comme représenté en figure 2, l'élément 40 et l'appareil 12 sont en allège à soufflage vers le haut, à une certaine hauteur au- dessus du sol, ce qui facilite l'entretien et le nettoyage du local.
Bien entendu, l'appareil 12 pourrait aussi être posé au sol, fixé en hauteur ou à un plafond, ou monté en imposte à souflage vers le bas. En variante, l'appareil peut être déplaçable.
Le circuit thermodynamique 48 représenté schématiquement aux figures 3a et 3b comprend, en série dans une boucle fermée, un compresseur 50, les echangeurs de chaleur 36 et 38 précités, un détendeur réversible 52 et des moyens 54 permettant d'inverser le sens de circulation d'un fluide caloporteur du type "FREON" dans les echangeurs 36 et 38, ces moyens étant constitués dans l'exemple représenté par une vanne quatre voies montée entre la sortie haute- pression 56 et le retour basse-pression 58 du compresseur 50.
Lorsque les moyens 54 sont dans la configuration représentée en figure 3a, le fluide caloporteur sortant sous pression du compresseur 50 passe d'abord dans l' échangeur 38 qui forme condenseur, puis par le détendeur 52 et l' échangeur 36 où il est vaporisé, et revient à l'entrée basse-pression 58 du compresseur.
Dans l'autre configuration représentée en figure 3b, le fluide sous pression sortant du compresseur 50 passe d'abord par l' échangeur 36 qui forme condenseur, puis par le détendeur 52 et par 1 ' échangeur 38 qui forme évaporateur, avant d'être ramené en 58 à l'entrée basse-pression du compresseur . La commande des moyens d'inversion 54 permet de faire fonctionner en évaporateur l' échangeur 36 monté dans le caisson 16 de l'appareil 12 pour refroidir l'air 32 soufflé dans le local, ou en condenseur pour chauffer l'air 32.
Dans l'exemple de réalisation représenté schématiquement aux figures 4 et 5, les compartiments 16 et 18 du caisson 14 de l'appareil selon l'invention sont verticalement superposés et le compartiment inférieur 18 comprend une série de cinq chambres alignées, dont la première 60, à une extrémité du caisson, contient le compresseur 50 monté sur des moyens de suspension élastiques et comporte un revêtement interne 62 d'isolation acoustique, cette chambre 60 étant suivie d'une deuxième chambre 64 qui comprend un orifice 66 d'entrée d'air extérieur et un orifice 68 d'entrée d'air extrait du local et forme une chambre de mélange d'air extérieur et d'air extrait. Des volets 70, 71 de réglage de débit sont montés dans la deuxième chambre 64 immédiatement en aval des orifices 66 et 68 et sont actionnés par des moyens appropriés tels que des vérins ou des micro-moteurs électriques pour régler les débits d'air passant par les orifices 66 et 68. La deuxième chambre 64 communique avec une troisième chambre 72 dans laquelle est logé 1 ' échangeur de chaleur 38 précité, destiné à être traversé par le mélange d'air extérieur et d'air extrait provenant de la deuxième chambre 64. Un filtre 74 traversé par ce mélange d'air extérieur et d'air extrait est monté en sortie de la deuxième chambre 64.
Un espace libre 76 entre le filtre 74 et 1' échangeur 38 sert à recueillir les condensats pour les évacuer et/ou les vaporiser.
La troisième chambre 72 est suivie d'une quatrième chambre 77 dans laquelle est monté un motoventilateur 78, tel qu'un motoventilateur centrifuge par exemple, comprenant une gaine de sortie destinée à être raccordée à la bouche 28 de sortie d'air montée dans le mur 10.
Cette quatrième chambre 77 est suivie d'une cinquième chambre 79 formant armoire électrique, dans laquelle sont logés des moyens d'alimentation électrique des composants de l'appareil de climatisation, des moyens de commande et des moyens de régulation, des moyens de connexion électrique sur l'élément support 40, ainsi que des moyens de diagnostic de pannes.
Le compartiment 18 est séparé du compartiment supérieur 16 du caisson par une cloison 80 au-dessus de laquelle on trouve, à l'intérieur du compartiment 16, une chambre 82 qui s'étend sur sensiblement toute la longueur du caisson et qui comporte un orifice 84 d'entrée d'air neuf prélevé à l'extérieur et un orifice 86 d'entrée d'air à recycler, prélevé à l'intérieur du local. Des volets 88, 89 de réglage de débit commandés par vérin ou par micro-moteur électrique par exemple, sont prévus immédiatement en aval des orifices 84 et 86, respectivement.
Les volets 71 de réglage de débit d'air extrait du local et les volets 88 de réglage de débit d'air neuf sont actionnés en synchronisme, pour que les débits d'air extrait et d'air neuf soient sensiblement égaux.
Les volets 70 de réglage d'entrée d'air extérieur et les volets 89 de réglage d'entrée d'air à recycler sont de même commandés en synchronisme pour que les débits d'air extérieur et d'air à recycler varient en sens inverse des débits d'air extrait et d'air neuf.
Avantageusement, un seul micro-moteur électrique ou éventuellement un vérin commande les volets 70, 71, 88 et 89, par rotation dans un sens et dans l'autre d'un élément tel qu'un disque sur lequel sont fixées, en des points diamétralement opposés, les extrémités de deux câbles coulissant dans des gaines fixes, les autres extrémités de ces câbles étant reliées à des moyens d'entraînement des volets 70 et 89 d'une part, et à des moyens d'entraînement des volets 71 et 88 d'autre part.
Dans le mode de réalisation représenté, un échangeur air-air tel qu'un caloduc 90 est monté pour partie dans la deuxième chambre 64 du caisson inférieur 18 et pour partie dans la chambre 82 du caisson supérieur 16, et traverse à étanchéité la cloison 80 précitée, pour un transfert de chaleur entre l'air extrait du local et l'air neuf prélevé à 1 ' extérieur.
Pour cela, la partie inférieure 90 du caloduc est montée à l'extrémité aval d'une gaine 92 qui est raccordée par son extrémité amont à l'orifice 68 d'entrée d'air extrait du local, de façon à ce que l'air extrait du local traverse la partie inférieure du caloduc 90 avant d'être mélangé à l'air extérieur admis par l'orifice 66. Un filtre 94 est monté dans la gaine 92 pour empêcher ou réduire les risques de colmatage de la partie inférieure du caloduc par l'air extrait du local.
La partie supérieure du caloduc 90 est alignée avec l'orifice 84 d'entrée d'air neuf et est reliée à cet orifice par un conduit dans lequel on place un filtre 96 pour réduire les risques de colmatage de la partie supérieure du caloduc par l'air neuf prélevé à 1 ' extérieur .
L'orifice 84 d'entrée d'air neuf a des dimensions relativement réduites, tandis que l'orifice 86 d'entrée d'air à recycler s'étend sur la majeure partie de la longueur de la chambre 82.
Un moto-ventilateur tel qu'un ventilateur tangentiel 98 entraîné par un moteur électrique 100 est monté dans le compartiment supérieur 16 du caisson au-dessus de la chambre 82 et s'étend sur sensiblement toute la longueur du caisson. La rotation du ventilateur 98 provoque une aspiration du mélange d'air neuf et d'air à recycler dans la chambre 82, à travers un filtre 102. L' échangeur de chaleur 36 précité est monté en partie supérieure du compartiment 16, entre le ventilateur tangentiel 98 et un orifice 104 de sortie d'air dans le local ou entre le filtre 102 et le ventilateur 98. Des moyens de chauffage d'appoint ou de substitution, tels que des résistances électriques 106 par exemple, sont montés entre 1 ' échangeur 36 et l'orifice de sortie d'air 104.
Des moyens de collecte des condensats sont prévus sous 1 ' échangeur de chaleur 36 et sont reliés aux moyens de récupération des condensats agencés dans le compartiment inférieur 18 entre la deuxième chambre 64 et la chambre 79. Ces condensats sont recueillis pour être évacués à intervalles plus ou moins réguliers pour être éliminés et/ou vaporisés sur le condenseur du circuit thermodynamique pendant les périodes de fonctionnement du compresseur.
La face avant du caisson 14 comprend une carrosserie par exemple articulée à ouverture rapide comportant des moyens de verrouillage du type à serrure à clés. L'ouverture ou le retrait de la carrosserie donne accès aux différents filtres montés à l'intérieur du caisson et aux moyens de collecte des condensats, et permet de démonter l'appareil du support mural. L'ouverture de la carrosserie entraîne, par actionnement d'un interrupteur, la coupure de l'alimentation électrique de l'appareil.
Les commandes utilisables par un occupant du local peuvent être disposées sur la face avant du compartiment 16, par exemple.
L'appareil de climatisation qui vient d'être décrit est utilisable de la façon suivante, soit avec un fonctionnement du circuit thermodynamique des figures 3a et 3b, soit sans fonctionnement de ce circuit, les moyens de commande de l'appareil déclenchant le fonctionnement du compresseur 50 quand les autres possibilités de chauffage ou de refroidissement ont été utilisées et épuisées.
Lorsque le circuit thermodynamique ne fonctionne pas, les volets 70, 71 de réglage de débit d'air extérieur et d'air extrait et les volets 88, 89 de réglage de débit d'air neuf et d'air repris à recycler permettent un fonctionnement soit en mode économiseur avec un débit maximal d'entrée d'air neuf par l'orifice 84 et un débit maximal d'air extrait du local par l'orifice 68, soit en mode recyclage avec un débit minimal d'entrée d'air neuf par l'orifice 84 et un débit maximal d'air à recycler repris dans le local par l'orifice 86, soit selon une combinaison quelconque de ces deux modes, les volets 88 de réglage du débit d'entrée d'air neuf fonctionnant en opposition avec les volets 89 du réglage du débit d'air à recycler, le débit d'entrée d'air neuf étant maximal quand le débit d'air à recycler est minimal, et inversement.
Des moyens sont prévus pour empêcher la fermeture complète des volets 88 de l'orifice 84, pour maintenir en permanence un débit minimal d'entrée d'air neuf dans le local. Des moyens sont également prévus pour que le débit d'entrée d'air neuf soit toujours légèrement supérieur au débit d'air extrait du local, avec pour conséquence une légère surpression d'air dans le local empêchant les entrées d'air parasite. Le fonctionnement du compresseur 50 est commandé par un circuit de contrôle et de régulation comprenant par exemple des sondes enthalpiques ou de température permettant, par comparaison des caractéristiques de l'air dans le local et de l'air à l'extérieur du local de commander le fonctionnement et l'arrêt du compresseur de la façon la plus économique possible. Par exemple, lorsqu'il faut rafraîchir l'air à l'intérieur du local, toutes les possibilités de rafraîchissement au moyen d'air pris directement à l'extérieur sont utilisées avant que le fonctionnement du compresseur ne soit autorisé.
Inversement, lorsqu'il faut réchauffer l'air à l'intérieur du local, toutes les possibilités de chauffage par l'air prélevé directement à l'extérieur sont utilisées avant que les circuits de commande et de régulation ne mettent le compresseur en fonctionnement. Dans ce cas, l' échangeur 36 fonctionne en condenseur, pour le chauffage du mélange d'air à recycler et d'air neuf prélevé à l'extérieur, qui est soufflé dans le local. Les moyens 106 de chauffage d'appoint ou de substitution permettent soit de compléter les besoins en chauffage, soit de les assurer entièrement, par exemple en cas de givrage de 1 ' échangeur 38.
Le caloduc 90, grâce à une première récupération d'énergie sur l'air extrait du local et à la transmission de l'énergie récupérée à l'air neuf prélevé à l'extérieur, permet de diminuer notablement la puissance du compresseur nécessaire pour une même puissance thermique récupérée, cette diminution pouvant atteindre 30 % dans le meilleur des cas. Une seconde récupération d'énergie est effectuée sur l'air extrait mélangé à l'air extérieur à son passage sur 1 ' échangeur 38.
Le fonctionnement de l'appareil selon l'invention ressort clairement de la figure 6 qui représente schématiquement les différents flux d'air et leurs traitements. Le compresseur 50 de l'appareil selon l'invention peut être géré par un procédé connu (procédé "inverter") dans lequel la régulation résulte d'une variation de fréquence autour d'une valeur moyenne (50 Hz en France) qui provoque une variation de la vitesse de rotation du compresseur et donc une variation de son débit et de sa puissance.
Dans une version plus simple et moins coûteuse que celle des figures 4 et 5, l'appareil selon l'invention ne comprend pas de caloduc, la gaine 92 de passage d'air extrait sur laquelle est monté le caloduc est supprimée et l'air extrait du local, pénétrant par l'orifice 68 est directement mélangé à l'air extérieur dans la chambre 64.
Dans une autre variante encore plus simple, l'appareil peut être utilisé en recyclage total de l'air intérieur, sans mélange avec de l'air neuf prélevé à l'extérieur et sans rejet à l'extérieur d'air prélevé à l'intérieur.
Bien entendu, l'appareil selon l'invention est également utilisable ou réalisable en mode non réversible, pour un fonctionnement uniquement en chauffage ou uniquement en refroidissement.
Avantageusement, des produits antiseptiques et/ou désinfectants peuvent être ajoutés manuellement ou automatiquement dans les moyens de récupération des condensats, et des produits diffusants désodorisants, parfumés, anti-moustiques, etc. peuvent être ajoutés à l'air traité soufflé dans le local .
Comme déjà indiqué, l'appareil selon l'invention est destiné à équiper des locaux individuels, tels que des pièces d'habitation, des chambres d'hôtel, des bureaux, etc., en fonctionnant de façon autonome ou en faisant partie d'une installation collective décentralisée .
Le montage des caissons 14 sur des éléments muraux 40 comme représenté en figure 2 facilite l'installation des appareils selon l'invention et permet, par échange standard des appareils sur les panneaux muraux, d'effectuer leurs réparations et leur maintenance en atelier plutôt que sur place.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Appareil individuel monobloc réversible de chauffage thermodynamique du type air-air, destiné à être monté entièrement à l'intérieur d'un local et comprenant un circuit d'air extérieur et un circuit d'air intérieur, le circuit d'air extérieur comprenant une entrée (66) d'air extérieur, un premier échangeur de chaleur (38) traversé par l'air extérieur, un ventilateur (78) et une sortie d'air extérieur, le circuit d'air intérieur comprenant une entrée (84) d'air neuf prélevé à l'extérieur, une entrée (86) d'air à recycler dans le local, un second échangeur de chaleur (36) traversé par le mélange d'air neuf et d'air à recycler et un ventilateur (98), les deux echangeurs (36, 38) faisant partie d'un circuit thermodynamique (48) comprenant également un compresseur (50) et un détendeur (52), caractérisé en ce que le détendeur (52) est réversible, en ce que le circuit thermodynamique (48) comprend des moyens (54) d'inversion du sens de circulation du fluide caloporteur dans les echangeurs (36, 38) et le détendeur, et en ce que le circuit d'air extérieur comprend également un orifice (68) d'entrée d'air extrait du local et des moyens (64) de mélange de l'air extrait et de l'air extérieur en amont du premier échangeur (38), l'appareil comprenant des moyens (70, 71, 88, 89) de réglage des débits d'air neuf, d'air extrait, d'air extérieur et d'air à recycler et des moyens de commande de ces moyens de réglage pour faire varier les débits d'air neuf et d'air extrait en synchronisme et dans le même sens et les débits d'air extérieur et d'air à recycler en synchronisme et dans un sens opposé à celui de la variation des débits d'air neuf et d'air extrait, permettant à l'appareil de fonctionner soit en mode recyclage avec une entrée minimale d'air neuf et un débit maximal d'air à recycler, soit en mode économiseur avec une entrée maximale d'air neuf et un débit maximal d'air extrait, sans fonctionnement du compresseur.
2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de fixation et de connexion sur un élément mural (40) comportant des passages (44) reliant des bouches d'entrée et de sortie d'air installées dans un mur extérieur aux orifices précités d'entrée et de sortie d'air de l'appareil, et des moyens de connexion à un réseau électrique d'alimentation et éventuellement à des circuits de commande, d'asservissement et/ou de diagnostic de pannes.
3 - Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un échangeur air- air, par exemple un caloduc (90) formé d'un faisceau de tubes à ailettes contenant un fluide caloporteur en équilibre liquide-vapeur, logé pour partie dans un passage d'entrée d'air neuf et pour partie dans un passage (92) d'entrée d'air extrait du local.
4 - Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage de débit sont des volets (70, 71, 88, 89) montés dans lesdits orifices d'entrée d'air et qui sont commandés par un vérin ou par des câbles montés coulissants dans des gaines et actionnés par un micro-moteur unique entraînant en rotation un élément sur lequel sont fixés les câbles. 5 - Appareil selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un premier compartiment (18) formé avec une série de chambres alignées dont une première (60) à l'extrémité du compartiment comporte une isolation phonique (62) et contient le compresseur (50), dont une deuxième (64) comporte les orifices d'entrée d'air extérieur et d'air extrait du local et forme une chambre de mélange, dont une troisième (72) contient le premier échangeur de chaleur (38) et dont une quatrième (77) contient un motoventilateur (78) d'aspiration à travers cet échangeur du mélange d'air contenu dans la troisième chambre et comporte un orifice de sortie du mélange d'air extérieur et d'air extrait du local, et un second compartiment (16) qui comporte essentiellement l'orifice (84) d'entrée d'air neuf et l'orifice (86) d'entrée d'air à recycler, une chambre de mélange (82) qui s'étend sur sensiblement toute la plus grande dimension du second compartiment, un motoventilateur (98, 100) et le second échangeur de chaleur (36) qui s'étend sur toute la longueur de ladite chambre en regard de l'orifice (104) de sortie d'air traité dans le local.
6 - Appareil selon une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdits passages d'entrée d'air neuf et d'entrée d'air extrait sont équipés de premiers filtres (94, 96) en amont du caloduc (90).
7 - Appareil selon une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le caloduc (90) est fixé à l'extrémité d'une gaine (92) formant passage d'entrée d'air extrait du local. 8 - Appareil selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que d'autres filtres (74, 102) sont prévus entre la chambre de mélange (64) et le premier échangeur (38) dans le premier compartiment (18), et entre la chambre de mélange (82) et le motoventilateur (98, 100) dans le second compartiment (16) .
9 - Appareil 'selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que les deux compartiments (16,
18) sont verticalement superposés et les orifices (84, 68) d'entrée d'air neuf et d'air extrait sont approximativement alignés en direction verticale.
10 - Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (106) de chauffage d'appoint ou de substitution dans la sortie d'air traité (104).
11 - Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une carrosserie verrouillable, articulée, amovible et à ouverture rapide.
12 - Appareil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il fait partie d'une installation collective décentralisée de climatisation pouvant utiliser une gestion technique centralisée .
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