WO2010112735A1 - Systeme et procede de controle de diffusion d'air dans une pluralite d'enceintes et installation mettant en oeuvre un tel systeme - Google Patents

Systeme et procede de controle de diffusion d'air dans une pluralite d'enceintes et installation mettant en oeuvre un tel systeme Download PDF

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heat treatment
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Thomas Katz
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Alain Katz
Thomas Katz
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    • F24F2140/60—Energy consumption

Definitions

  • the present invention relates to an air diffusion control system in a plurality of enclosures.
  • the field of the invention is the field of air diffusion in a plurality of enclosures and more particularly the field of controlling and managing the diffusion of air in a plurality of enclosures.
  • the diffusion of air in a plurality of speakers is achieved through an installation comprising a single air treatment unit, a plurality of diffusion systems disposed at the level of the speakers in which the diffusion is performed.
  • Each enclosure has at least one air diffusion system.
  • the installation further comprises an air circuit connecting the air distribution unit to the air diffusion systems.
  • Each of the air diffusion systems disposed at the level of the enclosures is equipped, in most cases, with heat treatment means and means for regulating the flow rate of the air diffused into the enclosure.
  • the operation of these means is controlled by means for selecting air diffusion conditions in the enclosure such as for example a thermostat allowing the user to choose a set temperature.
  • the air handling unit generates the air to be diffused into the speakers at a given temperature for all the speakers.
  • the air generated is blown by the plant at a given pressure and is conveyed by the air circuit to the air distribution system associated with each speaker.
  • the air blown by the plant is heat-treated by the heat treatment means and the diffusion rate is set by the flow control means so as to reach the set temperature independently selected for each enclosure.
  • the properties of the air blown by the air handling unit and the blowing conditions are chosen during installation and are fixed. In some installations, the blowing temperature can be conditioned with respect to the outside temperature.
  • An object of the invention is to overcome these disadvantages. Another object of the invention is to provide an air diffusion control system for optimizing the diffusion of air in a plurality of chambers. It is also an object of the invention to provide an air diffusion control system for reducing the energy consumption of an air diffusion installation in a plurality of enclosures.
  • Another object of the invention is to propose an air diffusion control system making it possible to reduce the maintenance costs of an air diffusion installation in a plurality of enclosures.
  • an object of the invention is to provide an air diffusion installation in a plurality of speakers consuming less energy than current installations.
  • the invention makes it possible to achieve the above-mentioned objects by an air diffusion control system in a plurality of enclosures, said air diffusion being carried out by an installation comprising:
  • an air diffusion system for each of said enclosures, said system being associated with means for heat treatment of the air, and means for diffusing air into said enclosure;
  • an air handling unit common to the air diffusion systems, connected to said systems by an air circuit and at least partly supplying the air diffused into said chambers at a temperature, called the blowing temperature;
  • said system comprising: - means for providing a signal relating to an operating state of the thermal treatment means of each of the air diffusion systems associated with each of said speakers and / or a signal relating to the temperature selected in each of said speakers ; a calculation module, as a function of said signals, of a blowing setpoint temperature making it possible to reduce the operation of all the heat treatment means or the overall operation of all the heat treatment means; and - control means of said plant to obtain said blowing setpoint temperature.
  • the blowing temperature by the air handling unit is determined according to:
  • the air diffusion management system thus optimizes air diffusion in a plurality of enclosures. Optimization of diffusion air advantageously reduces the energy consumption of the air diffusion installation by reducing the overall operation and therefore the energy consumed by all the heat treatment means associated with the air diffusion systems. Furthermore, by decreasing the overall operation of the heat treatment means of the blown air, it also reduces the overall maintenance costs of these means and therefore the air diffusion installation.
  • the invention makes the air diffusion installation more efficient.
  • the signal relating to an operating state of the heat treatment means may comprise a signal relating to the percentage of use of the battery.
  • the calculation module may comprise instructions for determining the diffusion system whose heat treatment means have the lowest operating state and determine the set temperature as a function of the temperature of the enclosure to which is associated said broadcasting system.
  • the diffusion control system makes it possible to determine the enclosure for which the lowest temperature T m ⁇ n is required or for the heating means have the lowest operating state E min . Based on this information, a setpoint is sent to the air handling unit telling it to blow the air at the temperature T mn . Thus, the blown air is directly diffused in the enclosure in question with a minimum terminal heat treatment, and the overall operation of the heating means is reduced.
  • the diffusion control system according to the invention makes it possible to determine the enclosure for which the highest temperature T max is required or for which the means the lowest operating state E mm .
  • the calculation module may comprise instructions for determining the temperature of the air. blow set point so as to minimize the operation of all the heat treatment means, as a function of: the effective operating state of the heat treatment means of each of the air diffusion systems and / or the setpoint temperatures requested by the user in each of the enclosures independently, and a consumption, per unit of temperature, heat treatment means associated with each of the air diffusion systems.
  • the consumption per unit temperature of the heat treatment means may depend on the volume of the enclosure to which these means are associated.
  • each air diffusion system comprises means for regulating the air flow diffused into the chamber
  • the system according to the invention may further comprise: means for providing a signal relating to the operating state flow control means and / or an air diffusion rate for each of the enclosures;
  • a calculation module determining a flow rate flow rate as a function of said signals
  • the system according to the invention makes it possible to regulate the flow of air blown by the air-handling unit as a function of the flows diffused in each chamber independently.
  • the system according to the invention makes it possible, for example, to reduce the flow rate at the diffusion plant by ensuring that the flow control means are used properly in each enclosure.
  • the regulation means of each diffusion system may comprise a regulator flap, possibly disposed in the air circuit, the signal relating to the operating state of said regulating means comprising a signal relating to the percentage of opening of said flap. .
  • the blowing rate is regulated according to the opening percentage of each regulator flap.
  • the system makes it possible to maintain the air flow diffused in each chamber, for example by increasing the opening percentage of the regulator flap and at the same time by reducing the flow rate or the air pressure blown by the central processing unit. air.
  • an air diffusion installation comprising at least one air diffusion control system according to the invention.
  • an air diffusion system for each of said enclosures, said system comprising means for heat treatment of the air, and means for diffusing air into said enclosure; an air handling unit, common to the air diffusion systems, connected to said systems by an air circuit and at least partly supplying the air diffused into said chambers at a temperature, called the blowing temperature; means for selecting a temperature for each of said speakers independently of the other speakers.
  • the method according to the invention is characterized in that it comprises at least one iteration of the following steps: measurement of a signal relating to the heat treatment performed at each of the air diffusion systems associated with each of said enclosures and / or a signal relating to the selected temperature in each of said enclosures;
  • the iteration of the steps of the method can be carried out at a preprogrammed predetermined frequency or at the request of a supervisor, for example once a day or twice a day: once for the night and once a day.
  • the determination of the target temperature can be carried out as described above for the system according to the invention, that is to say either by looking for the heat treatment means having the lowest percentage of operation, or in function the effective operating state of the heat treatment means of each of the air diffusion systems and / or the user-requested setpoint temperatures in each of the chambers independently, and
  • each air diffusion system comprises means for regulating the air flow diffused into the chamber with which said system is associated
  • the method according to the invention may further comprise the following steps: measuring a signal relating to the operating state of the flow control means and / or an air diffusion rate for each of the chambers,
  • the setpoint flow can be determined as described above.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an exemplary air diffusion system implemented in an installation according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of an example of installation according to the present invention
  • Figure 3 a schematic representation of another example of installation according to the present invention.
  • Figure 1 is a schematic representation of an exemplary air diffusion system 10 in an installation according to the invention.
  • the air diffusion system 10 is in the form of a housing comprising a first opening 11 for connection to a circuit for conveying air from an air handling unit (CTA) to the diffusion system
  • the air diffusion system further comprises at least one opening 12 for diffusing air into an enclosure.
  • the air diffused into the chamber through the opening 12 is prior to heat-treated diffusion by thermal treatment means 13 shown schematically in FIG. air diffusion.
  • the heat treatment means 13 although shown outside the diffusion system 10 in FIG. 1, can also be arranged inside the diffusion system.
  • the heat treatment means may for example comprise an end battery for heating and / or cooling the air to be diffused in the enclosure.
  • the operating state of the heat treatment means 13 is a function of the desired temperature in the enclosure is the temperature of the air conveyed by the air routing circuit of the installation on which the system 10 is connected.
  • the system 10 further comprises means 14 for regulating the air flow diffused into the enclosure disposed at the opening 11 for connection to the conveying circuit or in the air conveying circuit as shown in FIG.
  • These means may for example comprise a regulator flap whose opening percentage is set according to the desired flow rate for the diffusion of air into the enclosure.
  • FIG. 2 is a schematic representation of an example 20 of an installation 20 according to the invention implementing three air diffusion systems 10 represented in FIG. 1. This installation can be implemented for a much larger quantity of air diffusion systems 10.
  • the installation 20 shown in FIG. 2 carries out an air diffusion in three enclosures 21: 21a-21c.
  • the air is diffused in each of the enclosures 21 by an air diffusion system 10 associated with each enclosure.
  • the diffused air is produced by an air handling unit (ATC) 22 and is conveyed to each air distribution system 10 by a routing circuit 23.
  • ATC air handling unit
  • Each enclosure 21 includes a thermostat 24 for regulating the temperature in each room and possibly the air diffusion rate in the enclosure 21.
  • the installation according to the invention shown in FIG. 1 comprises, for each enclosure, a first module 25 connected to the thermostat and / or to the heat treatment means 13 of each air diffusion system 10.
  • This module 25 has three functions major: - regulate the flow of blown air
  • the installation 20 further comprises, for each of the speakers 21a-21c, an actuator module 26 making it possible to adjust the position of the regulator flap 14 of each air diffusion system 10 and supplying the module 25 with a signal relating to the opening percentage of each regulator flap 14 for each of the air diffusion systems 10.
  • the module 25 supplies the signals described to a calculation module 27 forming part of the installation according to the invention.
  • This calculation module 27 determines, as a function of the signals received from each of the modules 25 associated with each enclosure 21a-21d, a blowing setpoint temperature which decreases the overall operation of the heat treatment means 13 of the set of diffusion systems. air 10 for the three enclosures 21 and an optimized blowing rate according to the opening percentage of the regulator flaps 14.
  • a temperature and a blowing flow rate are communicated to a control module 28 of the AHU 22.
  • This control module 28 modifies the temperature and the flow rate of the blown air at the level of the AHU in order to reach the determined setpoint values.
  • the determination of the set temperature by the module 27 can be carried out according to one or more predetermined relationships.
  • the module 27 determines the heat treatment means 13 which have the lowest operating state or the enclosure for which the desired temperature is: - The lowest when the heat treatment means 13 operate in heating, or the highest when the heat treatment means 13 operate in cooling.
  • the heat treatment means 13 associated with the enclosure 21c have the lowest operating state: 20% use of the electric battery for a desired temperature of 19 ° C.
  • this module 27 calculates as a function of this operating state and / or the desired temperature, the blowing setpoint temperature. This setpoint temperature may for example be equal to the desired temperature in the chamber, that is to say 19 ° C.
  • This setpoint temperature is then communicated to a control module 28 of the ATC 22, which controls the CTA 22 so that the air blown by it is blown at a temperature of 19 ° C.
  • the heat treatment means 13 associated with the enclosure 21c cease to function since the air to be diffused reaches the diffusion system 10 at the desired temperature.
  • the operation of the heat treatment means 13 associated with the other speakers 21a and 21b is decreased since the temperature difference between the air blown by the CTA 22 and the desired temperature in each of the speakers 21a and 21b has decreased.
  • the module 27 determines a target temperature blowing device minimizing the overall operation of the heat treatment means 13 for all the enclosures 21 as a function of:
  • the blowing temperature is thus determined according to the consumption of each heat treatment means, this consumption being weighted so as to reduce the overall consumption of the installation.
  • the module 27 furthermore determines the optimized blowing flow rate as a function of the air diffusion rates in each of the chambers and / or the opening percentage of the air diffusion flow control means in the enclosures, which comprise in the present example of the regulator flaps 14.
  • the determination of the reference flow can be carried out according to one or more predetermined relationships.
  • the blowing flow rate is determined so as to maximize the opening percentage of the regulator flaps 14.
  • the calculation module 27 determines the regulator flap 14 which has the percentage of opening on the flap. larger depending on the signals received from each of the modules 25. Next, the calculation module 27 determines whether this percentage can be increased. If so, the calculation module 27 determines the maximum percentage of opening that can be obtained for this regulator flap. According to this maximum opening percentage for the regulator flap in question, the calculation module 27 determines the blow-molding target flow rate at the CTA 22 and the opening percentage of the other regulator flaps so as to obtain the desired flow rate in each speaker independently.
  • the value of the setpoint flow is entered in the control module 28 of the AHU 22 and the blowing flow rate is modified to reach the setpoint value.
  • the opening percentage of each regulator flap 14 is modified, that is to say increased in the present example, to reach the values calculated by the calculation module 27.
  • the modification of the opening percentage of each regulator flap 14 can be made via each actuator 26 arranged to adjust its opening percentage.
  • the invention makes it possible to reduce the blowing flow rate at the level of the air handling unit 22. This reduces the energy consumed by the CTA 22
  • the installation may further comprise means for supervising and possibly validating all these operations by a user or an operator.
  • the installation further comprises a circuit 29 whose role is to extract air from each of the speakers 21a-21c.
  • the extracted air is released into the atmosphere.
  • the communications between the different modules can be achieved by means of wireless connection means when authorized by the regulations or wired connection means by the use of dedicated buses.
  • the communications between the different modules can also be achieved by the use of an existing network such as for example an existing telephone network or an existing computer network implementing a TCP / IP protocol.
  • an existing network such as for example an existing telephone network or an existing computer network implementing a TCP / IP protocol.
  • FIG 3 is a schematic representation of another installation 30 according to the invention.
  • the installation 30 distributes air in three enclosures 21a-21c and has the same modules as the installation 20 shown in Figure 2 and implements the same functions.
  • the air conveyed by the recovery circuit 29 to the CTA 22 undergoes a temperature exchange with the air which is blown by the CTA in the routing circuit 23 and which will be broadcast in the speakers 21a-21c.
  • the installation according to the invention makes it possible to value the calories or refrigerators stored in the air recovered in the speakers 21, transferring them to the air that will be broadcast in the speakers 21.
  • This exchange can drastically reduce the energy consumption of the entire installation 30.
  • the transfer of calories / frigories of air recovered from the speakers by the recovery circuit 29 to the air diffused into the speakers is done without direct contact, for example through exchangers (not shown). These exchangers may be located in the CTA 22 or downstream of the CTA 22. Once the calories / frigories recovered, the air recovered in the enclosures 21 is rejected to the outside.
  • the heat exchangers are controlled by the calculation module 27 which thus determines the amount of calories / frigories transferred from the air recovered from the speakers 21 to the air that will be diffused in the speakers, which makes it possible to control the temperature of the the air that is blown into the routing circuit 23.
  • a single module 25 can be used for all the speakers 21. Furthermore, this module 25 can be integrated in the calculation module 27.
  • a single module possibly integrated in the calculation module can be used to perform all of the following operations: the measurement of the signals relating to the flow rate and / or the flow control means for the set of speakers 21, the measurement signals relating to the temperature and / or the heat treatment means for all the enclosures 21, the control of the various means and the air handling unit 22.

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Abstract

Le système selon l'invention permet de diminuer le fonctionnement global d'une installation de diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes (21). Le système selon l'invention comprend des moyens (25) de mesure d'un signal relatif à l'état de fonctionnement des moyens de traitement thermique (13) de l'air associé à chaque enceinte et/ou à la température désirée indépendamment dans chaque enceinte (21), un module de calcul (27), en fonction des signaux mesurés, d'une température consigne de soufflage permettant de diminuer le fonctionnement global de l'ensemble des moyens de traitement thermique (13). Un débit consigne de soufflage est également déterminé pour optimiser le fonctionnement global de l'installation de diffusion d'air.

Description

« Système et procédé de contrôle de diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes et installation mettant en œuvre un tel système »
La présente invention concerne un système de contrôle de diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes.
Le domaine de l'invention est le domaine de la diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes et plus particulièrement le domaine du contrôle et de la gestion de la diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes. Actuellement, la diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes est réalisée grâce à une installation comportant une centrale de traitement d'air unique, une pluralité de systèmes de diffusion disposés au niveau des enceintes dans lesquelles la diffusion est réalisée. Chaque enceinte comporte au moins un système de diffusion d'air. L'installation comporte en outre un circuit d'air reliant la centrale de diffusion d'air aux systèmes de diffusion d'air.
Chacun des systèmes de diffusion d'air disposé au niveau des enceintes est équipé, dans la plupart des cas, des moyens de traitement thermique et des moyens de régulation du débit de l'air diffusé dans l'enceinte. Le fonctionnement de ces moyens est contrôlé par des moyens de sélection de conditions de diffusion de l'air dans l'enceinte tels que par exemple un thermostat permettant à l'utilisateur de choisir une température de consigne.
Le fonctionnement d'une telle installation est la suivante. La centrale de traitement d'air génère l'air à diffuser dans les enceintes à une température donnée pour l'ensemble des enceintes. L'air généré est soufflé par la centrale à une pression donnée et est véhiculé, par le circuit d'air, jusqu'à au système de diffusion d'air associé chacune des enceintes. Au niveau de chaque enceinte, l'air soufflé par la centrale est traité thermiquement par les moyens de traitement thermique et le débit de diffusion est réglé par les moyens de régulation de débit de manière à atteindre la température de consigne choisi indépendamment pour chaque enceinte. Cependant, dans la plupart des installations actuelles, les propriétés de l'air soufflé par la centrale de traitement d'air et les conditions de soufflage sont choisies lors de l'installation et sont fixes. Dans certaines installations, la température de soufflage peut être conditionnée par rapport à la température extérieure.
Ces conditions entraînent une utilisation importante des moyens de traitement thermiques de chacun des systèmes de diffusion d'air disposés au niveau des enceintes. De plus, ces moyens de traitement thermiques sont très gourmands en énergie. En effet, ces moyens sont disposés sur le circuit de diffusion et doivent modifier la température de l'air en un temps très court puisque l'air provenant de la centrale doit être traité en temps réel sans être arrêté.
Toutes ces caractéristiques entraînent une consommation énergétique globale pour l'ensemble des enceintes très élevée et rend les installations de diffusion d'air actuelles très onéreuses en fonctionnement. Ces inconvénients sont aggravés par le fait que les installations de diffusion d'air fonctionnent toute la journée et ce sur une majeure partie de l'année.
Par ailleurs, une utilisation importante des moyens de traitement thermique provoque des coûts de maintenance élevés.
Un but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. Un autre but de l'invention est de proposer un système de contrôle de diffusion d'air permettant d'optimiser la diffusion d'air dans une pluralité d'enceinte. II est aussi un but de l'invention de proposer un système de contrôle de diffusion d'air permettant de diminuer la consommation énergétique d'une installation de diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes.
Un autre but de l'invention est de proposer un système de contrôle de diffusion d'air permettant de diminuer les frais de maintenance d'une installation de diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes.
Enfin, un but de l'invention est de proposer une installation de diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes consommant moins d'énergie que les installations actuelles. L'invention permet d'atteindre les buts précités par un système de contrôle de diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes, ladite diffusion d'air étant réalisée par une installation comprenant :
- un système de diffusion d'air pour chacune desdites enceintes, ledit système étant associé à des moyens de traitement thermique de l'air, et des moyens de diffusion d'air dans ladite enceinte ; une centrale de traitement d'air, commune aux systèmes de diffusion d'air, reliée auxdits systèmes par un circuit d'air et fournissant au moins en partie l'air diffusé dans lesdites enceintes à une température, dite température de soufflage ;
- des moyens de sélection d'une température pour chacune desdites enceintes indépendamment des autres enceintes ; ledit système comprenant : - des moyens pour fournir un signal relatif à un état de fonctionnement des moyens de traitement thermique de chacun des systèmes de diffusion d'air associé à chacune desdites enceintes et/ou un signal relatif à la température sélectionnée dans chacune desdits enceintes ; - un module de calcul, en fonction desdits signaux, d'une température de consigne de soufflage permettant de diminuer le fonctionnement de l'ensemble des moyens de traitement thermique ou le fonctionnement global de l'ensemble des moyens de traitement thermique ; et - des moyens de commande de ladite centrale en vue d'obtenir ladite température de consigne de soufflage.
Grâce à l'invention, la température de soufflage par la centrale de traitement d'air est déterminée en fonction de :
- l'état de fonctionnement des moyens de traitement thermique d'air associé à chacun des systèmes de diffusion d'air et/ou, de la température désirée par les utilisateurs indépendamment dans chacune des enceintes.
Le système de gestion de diffusion d'air permet ainsi d'optimiser la diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes. L'optimisation de la diffusion d'air permet avantageusement de diminuer la consommation énergétique de l'installation de diffusion d'air en diminuant le fonctionnement global et donc l'énergie consommée par l'ensemble des moyens de traitement thermique associée aux systèmes de diffusion d'air. Par ailleurs, en diminuant le fonctionnement global des moyens de traitement thermique de l'air soufflé, on diminue également les frais de maintenance globale de ces moyens et donc de l'installation de diffusion d'air.
De plus, l'invention rend l'installation de diffusion d'air plus efficace. Avantageusement, lorsque les moyens de traitement thermique comprennent une batterie terminale, le signal relatif à un état de fonctionnement des moyens de traitement thermique peut comprendre un signal relatif au pourcentage d'utilisation de la batterie. Ainsi, en optimisant la température de soufflage au niveau de la centrale, l'invention permet de diminuer le pourcentage d'utilisation globale des batteries terminales associées aux systèmes de diffusion.
Dans un mode de réalisation particulier, plusieurs systèmes de diffusion d'air peuvent comprendre des moyens de chauffage et/ou de refroidissement de l'air. Dans ce cas, le module de calcul peut comprendre des instructions pour déterminer le système de diffusion dont les moyens de traitement thermique présentent l'état de fonctionnement le plus bas et déterminé la température de consigne en fonction de la température de l'enceinte à laquelle est associé ledit système de diffusion.
Par exemple, en période hivernale, lorsque le système de diffusion d'air comprend des moyens de chauffage, le système de contrôle de diffusion selon l'invention permet de déterminer l'enceinte pour laquelle la température la plus basse Tmιn est demandée ou pour laquelle les moyens de chauffage présentent l'état de fonctionnement le plus faible Emιn. En fonction de ces informations, une consigne est envoyée à la centrale de traitement d'air lui indiquant de souffler l'air à la température Tmιn. Ainsi, l'air soufflé est directement diffusé dans l'enceinte en question avec un traitement thermique terminal minimum, et le fonctionnement global des moyens de chauffage est diminué. En période estivale, lorsque le système de diffusion d'air comprend des moyens de refroidissement, le système de contrôle de diffusion selon l'invention permet de déterminer l'enceinte pour laquelle la température la plus haute Tmax est demandée ou pour laquelle les moyens de refroidissement présentent l'état de fonctionnement le plus faible Emm.
Dans un autre mode de réalisation, lorsque les moyens de traitement thermique de l'air de chaque système de diffusion comprennent des moyens de chauffage et/ou de refroidissement de l'air, le module de calcul peut comprendre des instructions pour déterminer la température de consigne de soufflage de manière à minimiser le fonctionnement de l'ensemble des moyens de traitement thermique, en fonction : de l'état de fonctionnement effectif des moyens de traitement thermique de chacun des systèmes de diffusion d'air et/ou les températures de consigne demandées par l'utilisateur dans chacune des enceintes indépendamment, et d'une consommation, par unité de température, des moyens de traitement thermique associés chacun des systèmes de diffusion d'air. La consommation par unité de température des moyens de traitement thermique peut dépendre du volume de l'enceinte à laquelle ces moyens sont associés.
Avantageusement, lorsque chaque système de diffusion d'air comprend des moyens de régulation du débit d'air diffusé dans l'enceinte, le système selon l'invention peut en outre comprendre : des moyens pour fournir un signal relatif à l'état de fonctionnement des moyens de régulation du débit et/ou à un débit de diffusion d'air pour chacune des enceintes ;
- un module de calcul déterminant un débit consigne de soufflage en fonction desdits signaux ; et
- des moyens de commande :
• de la centrale de traitement d'air pour obtenir ledit débit consigne de soufflage, et - des moyens de régulation de débit de chacune des enceintes pour maintenir un débit désiré indépendamment pour chacune des enceintes.
Ainsi, le système selon l'invention permet de réguler le débit d'air soufflé par la centrale de traitement d'air en fonction des débits diffusés dans chaque enceinte indépendamment. Ainsi, le système selon l'invention permet par exemple de diminuer le débit de soufflage au niveau de la centrale de diffusion en s'assurant que les moyens de régulation de débit sont utilisés adéquatement dans chaque enceinte. Avantageusement, les moyens de régulation de chaque système de diffusion peuvent comprendre un volet régulateur, éventuellement disposé dans le circuit d'air, le signal relatif à l'état de fonctionnement desdits moyens de régulation comprenant un signal relatif au pourcentage d'ouverture dudit volet. Dans ce cas, le débit de soufflage est régulé en fonction du pourcentage d'ouverture de chaque volet régulateur. Le système permet de maintenir le débit d'air diffusé dans chaque enceinte, par exemple, en augmentant le pourcentage d'ouverture du volet régulateur et en même temps en diminuant le débit ou la pression d'air soufflé par la centrale de traitement d'air.
Selon un autre aspect de l'invention il est présenté une installation de diffusion d'air comprenant au moins un système de contrôle de diffusion d'air selon l'invention.
Selon encore un autre aspect de l'invention il est présenté un procédé de contrôle de diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes, ladite diffusion d'air étant réalisée par une installation comprenant :
- un système de diffusion d'air pour chacune desdites enceintes, ledit système comportant des moyens de traitement thermique de l'air, et des moyens de diffusion d'air dans ladite enceinte ; une centrale de traitement d'air, commune aux systèmes de diffusion d'air, reliée auxdits systèmes par un circuit d'air et fournissant au moins en partie l'air diffusé dans lesdites enceintes à une température, dite température de soufflage ; - des moyens de sélection d'une température pour chacune desdites enceintes indépendamment des autres enceintes.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une itération des étapes suivantes : - mesure d'un signal relatif au traitement thermique réalisé au niveau de chacun des systèmes de diffusion d'air associé à chacune desdites enceintes et/ou un signal relatif à la température sélectionnée dans chacune desdits enceintes ;
- calcul d'une température de consigne de soufflage permettant de diminuer le fonctionnement de l'ensemble des moyens de traitement thermique, en fonction desdits signaux ; et
- commande de ladite centrale en vue d'obtenir ladite température de consigne de soufflage.
L'itération des étapes du procédé peut être réalisée à une fréquence prédéterminée préprogrammée ou à la demande d'un superviseur, par exemple une fois par jour ou deux fois par jour : une fois pour la nuit et une fois par la journée.
La détermination de la température de consigne peut être réalisée telle que décrite plus haut pour le système selon l'invention, c'est-à-dire soit en recherchant les moyens de traitement thermique présentant le pourcentage de fonctionnement le plus faible, soit en fonction : de l'état de fonctionnement effectif des moyens de traitement thermique de chacun des systèmes de diffusion d'air et/ou les températures de consigne demandées par l'utilisateur dans chacune des enceintes indépendamment, et
- d'une consommation, par unité de température, des moyens de traitement thermique associés chacun des systèmes de diffusion d'air.
Avantageusement, lorsque chaque système de diffusion d'air comprend des moyens de régulation du débit d'air diffusé dans l'enceinte à laquelle est associé ledit système, le procédé selon l'invention peut en outre comprendre les étapes suivantes : - mesure d'un signal relatif à l'état de fonctionnement des moyens de régulation du débit et/ou à un débit de diffusion d'air pour chacune des enceintes,
- calcul d'un débit consigne de soufflage en fonction desdits signaux ; et,
- commande :
- de la centrale de traitement d'air pour obtenir ledit débit consigne de soufflage, et
- des moyens de régulation de débit de chacune des enceintes pour maintenir un débit désiré indépendamment pour chacune des enceintes. Le débit de consigne peut être déterminé telle que décrit plus haut.
D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de réalisation nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'un exemple de système de diffusion d'air mis en œuvre dans une installation selon l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique d'un exemple d'installation selon la présente invention ; et la figure 3 une représentation schématique d'un autre exemple d'installation selon la présente invention.
La figure 1 est une représentation schématique d'un exemple de système de diffusion d'air 10 dans une installation selon l'invention.
Le système de diffusion d'air 10 se présente sous la forme d'un boîtier comprenant une première ouverture 11 de connexion à un circuit d'acheminement d'air depuis une centrale de traitement d'air (CTA) jusqu'au système de diffusion d'air 10. Le système de diffusion d'air comprend en outre au moins une ouverture 12 de diffusion d'air dans une enceinte. L'air diffusé dans l'enceinte par l'ouverture 12 est préalablement à la diffusion traité thermiquement par des moyens de traitement thermique 13 représentés schématiquement sur la figure 1 et associés audit système de diffusion d'air. Les moyens de traitement thermique 13, bien que représentés à l'extérieur du système de diffusion 10 sur la figure 1, peuvent aussi être disposés à l'intérieur du système de diffusion. Les moyens de traitement thermique peuvent par exemple comprendre une batterie terminale permettant de chauffer et/ou de refroidir l'air à diffuser dans l'enceinte. L'état de fonctionnement des moyens de traitement thermique 13 est fonction de la température souhaitée dans l'enceinte est la température de l'air acheminé par le circuit d'acheminement d'air de l'installation sur laquelle le système 10 est connecté. Le système 10 comprend en outre des moyens 14 de régulation du débit d'air diffusé dans l'enceinte disposé au niveau de l'ouverture 11 de connexion au circuit d'acheminement ou dans le circuit d'acheminement d'air tel que représenté sur la figure 1. Ces moyens peuvent par exemple comprendre un volet régulateur dont le pourcentage d'ouverture est réglé en fonction du débit souhaité pour la diffusion d'air dans l'enceinte.
La figure 2 est une représentation schématique d'un exemple 20 d'une installation 20 selon l'invention mettant en œuvre trois systèmes de diffusion d'air 10 représenté en figure 1. Cette installation peut être mise en œuvre pour une quantité beaucoup plus importante de systèmes de diffusion d'air 10.
L'installation 20 représentée en figure 2 réalise une diffusion d'air dans trois enceintes 21 : 21a-21c. L'air est diffusé dans chacune des enceintes 21 par un système de diffusion d'air 10 associé à chaque enceinte. L'air diffusé est produit par une centrale de traitement d'air (CTA) 22 et est acheminé jusqu'à chaque système de diffusion d'air 10 par un circuit de d'acheminement 23.
Chaque enceinte 21 comprend un thermostat 24 permettant de réguler la température dans chaque pièce et éventuellement le débit de diffusion d'air dans l'enceinte 21.
Par ailleurs, l'installation selon l'invention représentée en figure 1 comprend pour chaque enceinte un premier module 25 relié au thermostat et/ou aux moyens de traitement thermique 13 de chaque système de diffusion d'air 10. Ce module 25 a trois fonctions majeures : - réguler les débits d'air soufflé
- réguler les batteries terminales 13,
- fournir un signal relatif à : la température souhaitée dans chaque enceinte 21 indépendamment, et/ou
- l'état de fonctionnement des moyens de traitement thermique 13 de chaque système de diffusion d'air 10, et/ou un débit d'air souhaité dans l'enceinte.
L'installation 20 comprend en outre pour chacune des enceintes 21a- 21c un module actionneur 26 permettant de régler la position du volet régulateur 14 de chaque système de diffusion d'air 10 et fournissant au module 25 un signal relatif au pourcentage d'ouverture de chaque volet régulateur 14 pour chacun des systèmes de diffusion d'air 10.
Le module 25 fournit les signaux décrits à un module de calcul 27 faisant partie de l'installation selon l'invention.
Ce module de calcul 27 détermine en fonction des signaux reçus de chacun des modules 25 associé à chaque enceinte 21a-21d, une température consigne de soufflage qui diminue le fonctionnement global des moyens de traitement thermique 13 de l'ensemble des systèmes de diffusion d'air 10 pour les trois enceintes 21 et un débit de soufflage optimisé en fonction du pourcentage d'ouverture des volets régulateur 14.
Une température et un débit consigne de soufflage sont communiqués à un module 28 de contrôle de la CTA 22. Ce module de contrôle 28 modifie au niveau de la CTA la température et le débit de l'air soufflé pour atteindre les valeurs consignes déterminées.
La détermination de la température de consigne par le module 27 peut être réalisée selon une ou plusieurs relations prédéterminées.
Dans un premier mode de réalisation, où les moyens de traitement thermique réalisent un chauffage ou un refroidissement de l'air à diffuser dans les enceintes 21, le module 27 détermine les moyens de traitement thermique 13 qui présentent un état de fonctionnement le plus faible ou l'enceinte pour laquelle la température désirée est : - la plus basse lorsque les moyens de traitement thermique 13 fonctionnent en chauffage, ou la plus haute lorsque les moyens de traitement thermique 13 fonctionnent en refroidissement. Par exemple, les moyens de traitement thermique 13 associés à l'enceinte 21c présentent l'état de fonctionnement le plus faible : 20% d'utilisation de la batterie électrique pour une température désirée de 19°C. Dans ce cas, ce module 27 calcule en fonction de cet état de fonctionnement et/ou de la température désirée, la température de consigne de soufflage. Cette température de consigne peut par exemple être égale à la température désirée dans l'enceinte, c'est-à-dire de 19°C. Cette température de consigne est ensuite communiquée à un module 28 de contrôle de la CTA 22, qui commande la CTA 22 de manière que l'air soufflé par celle-ci soit soufflé à une température de 19°C. Dans ce cas, les moyens de traitement thermique 13 associée à l'enceinte 21c cessent de fonctionner puisque l'air à diffuser arrive au système de diffusion 10 à la température désirée. De plus, le fonctionnement des moyens de traitement thermique 13 associés aux autres enceintes 21a et 21b est diminué puisque l'écart de température entre l'air soufflé par la CTA 22 et la température désirée dans chacune des enceintes 21a et 21b a diminué.
Dans un deuxième mode de réalisation, où les moyens de traitement thermique 13 réalisent un chauffage de l'air pour une partie des enceintes 21 et un refroidissement de l'air pour l'autre partie des enceintes 21, le module 27 détermine une température consigne de soufflage minimisant le fonctionnement global des moyens de traitement thermique 13 pour l'ensemble des enceintes 21 en fonction :
- de l'état de fonctionnement effectif des moyens de traitement thermique de chacun des systèmes 10 et/ou les températures de consigne demandées par l'utilisateur dans chacune des enceintes 21, et d'une consommation, par unité de température, des moyens de traitement thermique 13 associés chacun des systèmes de diffusion d'air 10, cette consommation par unité de temps dépanadant du volume de chaque enceinte.
La température de soufflage est donc déterminée en fonction de la consommation de chaque moyen de traitement thermique, cette consommation étant pondérée de manière à diminuer la consommation globale de l'installation.
Le module 27 détermine en outre le débit de soufflage optimisé en fonction des débits de diffusion d'air dans chacune des enceintes et/ou du pourcentage d'ouverture des moyens de régulation de débit de diffusion d'air dans les enceintes, qui comprennent dans le présent exemple des volets régulateurs 14. La détermination du débit de consigne peut être réalisée selon une ou plusieurs relations prédéterminées.
Dans un mode de réalisation particulier, le débit consigne de soufflage est déterminé de manière à maximiser le pourcentage d'ouverture des volets régulateurs 14. Pour ce faire, le module de calcul 27 détermine le volet régulateur 14 qui présente le pourcentage d'ouverture le plus grand en fonction des signaux reçus de chacun des modules 25. Ensuite, le module de calcul 27 détermine si ce pourcentage peut être augmenté. Si oui, le module de calcul 27 détermine le pourcentage d'ouverture maximal qui peut être obtenu pour ce volet régulateur. En fonction de ce pourcentage d'ouverture maximal pour le volet régulateur en question, le module de calcul 27 détermine le débit consigne de soufflage au niveau du CTA 22 et le pourcentage d'ouverture des autres volets régulateur de manière à obtenir le débit souhaité dans chaque enceinte indépendamment.
La valeur du débit de consigne est renseignée au module 28 de contrôle de la CTA 22 et le débit de soufflage est modifié pour atteindre la valeur consigne. En parallèle, le pourcentage d'ouverture de chaque volet régulateur 14 est modifié, c'est-à-dire augmenté dans le présent exemple, pour atteindre les valeurs calculées par le module de calcul 27. La modification du pourcentage d'ouverture de chaque volet régulateur 14 peut être réalisée par l'intermédiaire de chaque actionneur 26 agencé de manière à ajuster son pourcentage d'ouverture. Ainsi, en augmentant le pourcentage d'ouverture des volets régulateurs 14, et donc des moyens régulateur de débit, l'invention permet de diminuer le débit de soufflage au niveau de la CTA 22. Ce qui diminue l'énergie consommée par la CTA 22. L'installation peut en outre comprendre des moyens pour superviser et éventuellement valider l'ensemble de ces opérations par un utilisateur ou un opérateur.
L'installation comprend en outre un circuit 29 dont le rôle est d'extraire de l'air depuis chacune des enceintes 21a-21c. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, l'air extrait est rejeté dans l'atmosphère.
Les communications entre les différents modules peuvent être réalisées grâce à des moyens de connexion sans fil lorsque la réglementation l'autorise ou des moyens de connexion filaires par l'utilisation de bus dédiés. Les communications entre les différents modules peuvent aussi être réalisées par l'utilisation d'un réseau existant tel que par exemple un réseau téléphonique existant ou un réseau informatique existant mettant en œuvre un protocole TCP/IP. Ainsi, la mise en place du système selon l'invention peut être simplifiée et les coûts d'installation diminués.
La figure 3 est une représentation schématique d'une autre installation 30 selon l'invention. L'installation 30 permet de diffuser de l'air dans trois enceintes 21a-21c et présente les mêmes modules que l'installation 20 représentée en figure 2 et met en œuvre les mêmes fonctions.
Cependant, la différence majeure de l'installation 30 par rapport à l'installation 20 réside dans le fait dans l'installation 30 le circuit d'extraction d'air 29 réalise :
- une récupération d'air dans chaque enceinte 21, et • un acheminement de l'air récupéré jusqu'à la CTA 22.
L'air acheminé par le circuit de récupération 29 jusqu'au CTA 22 subit un échange de température avec l'air qui est soufflé par la CTA dans le circuit d'acheminement 23 et qui sera diffusé dans les enceintes 21a-21c. Ainsi, l'installation selon l'invention permet de valoriser les calories ou les frigories emmagasinées dans l'air récupéré dans les enceintes 21, en les transférant à l'air qui sera diffusé dans les enceintes 21. Cet échange permet de diminuer drastiquement la consommation d'énergie de l'ensemble de l'installation 30. Le transfert de calories/frigories de l'air récupéré des enceintes par le circuit de récupération 29 vers l'air diffusé dans les enceintes se fait sans contact direct, par exemple par l'intermédiaire d'échangeurs (non représentés). Ces échangeurs peuvent être situés dans la CTA 22 ou en aval de la CTA 22. Une fois les calories/frigories récupérés, l'air récupéré dans les enceintes 21 est rejeté vers l'extérieur.
Par ailleurs, les échangeurs sont contrôlés par le module de calcul 27 qui détermine ainsi la quantité de calories/frigories transférés de l'air récupéré des enceintes 21 vers l'air qui sera diffusé dans les enceintes, ce qui permet de contrôler la température de l'air qui est soufflé dans le circuit d'acheminement 23.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples détaillés ci- dessus et l'homme du métier peut apporter des modifications sans sortir du cadre l'invention. Par exemple, un seul module 25 peut être utilisé pour l'ensemble des enceintes 21. Par ailleurs, ce module 25 peut être intégré dans le module de calcul 27.
Enfin, un seul module, éventuellement intégré dans le module de calcul peut être utilisé pour réaliser l'ensemble des opérations suivantes : la mesure des signaux relatifs au débit et/ou aux moyens régulateur de débit pour l'ensemble des enceintes 21, la mesure des signaux relatifs à la température et/ou aux moyens de traitement thermique pour l'ensemble des enceintes 21, la commande des différentes moyens ainsi que la centrale de traitement d'air 22.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de contrôle de diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes (21), ladite diffusion d'air étant réalisée par une installation comprenant : - un système de diffusion d'air (10) pour chacune desdites enceintes (21), ledit système (10) étant associé à des moyens de traitement thermique de l'air(13), et des moyens (12) de diffusion d'air dans ladite enceinte (21) ; une centrale de traitement d'air (22), commune aux systèmes de diffusion d'air (10), reliée auxdits systèmes (10) par un circuit d'air (23) et fournissant au moins en partie l'air diffusé dans lesdites enceintes (21) à une température, dite température de soufflage ;
- des moyens de sélection (24) d'une température pour chacune desdites enceintes (21) indépendamment des autres enceintes
(21) ; ledit système comprenant : des moyens (25) pour fournir un signal relatif à un état de fonctionnement des moyens de traitement thermique (13) de chacun des systèmes de diffusion d'air (10) associé à chacune desdites enceintes (21) et/ou un signal relatif à la température sélectionnée dans chacune desdits enceintes (21) ;
- un module de calcul (27) déterminant, en fonction desdits signaux, une température de consigne de soufflage permettant de diminuer le fonctionnement de l'ensemble des moyens de traitement thermique (13) ; et
- des moyens de commande (28) de ladite centrale (22) en vue d'obtenir ladite température de consigne de soufflage.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de traitement thermique (13) comprennent une batterie terminale, le signal relatif à un état de fonctionnement des moyens de traitement thermique (13) comprenant un signal relatif au pourcentage d'utilisation de ladite batterie terminale.
3. Système selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de traitement thermique de l'air (13) de chaque système de diffusion (10) comprennent des moyens de chauffage et/ou de refroidissement de l'air, le module de calcul (27) comprenant des instructions pour déterminer le système de diffusion (10) dont les moyens de traitement thermique (13) présentent l'état de fonctionnement le plus bas, la température de consigne étant déterminée en fonction de la température de l'enceinte (21c) à laquelle est associé ledit système de diffusion (10).
4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de traitement thermique de l'air (13) de chaque système de diffusion comprennent des moyens de chauffage et/ou de refroidissement de l'air, le module de calcul (27) comprenant des instructions pour déterminer la température de consigne de soufflage de manière à minimiser le fonctionnement de l'ensemble des moyens de traitement thermique (13), en fonction :
- de l'état de fonctionnement effectif des moyens de traitement thermique (13) de chacun des systèmes de diffusion d'air (10) et/ou les températures de consigne demandées par l'utilisateur dans chacune des enceintes (21) indépendamment, et/ou d'une consommation, par unité de température, des moyens de traitement thermique (13) associés à chacun des systèmes de diffusion d'air (10).
5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque système de diffusion d'air (10) comprend des moyens de régulation du débit d'air (14) diffusé dans l'enceinte (21) à laquelle est associé ledit système (10), le système selon l'invention comprenant en outre : des moyens (26) pour fournir un signal relatif à l'état de fonctionnement des moyens de régulation du débit (14) et/ou à un débit de diffusion d'air pour chacune des enceintes (21), - un module de calcul (27) déterminant un débit consigne de soufflage en fonction desdits signaux ; et,
- des moyens de commande (28, 25) :
• de la centrale de traitement d'air (22) pour obtenir ledit débit consigne de soufflage, et
- des moyens de régulation de débit (14) de chacune des enceintes (21) pour maintenir un débit de diffusion d'air indépendamment pour chacune des enceintes (21).
6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de régulation (14) de chaque système de diffusion d'air (10) comprennent un volet régulateur (14), le signal relatif à l'état de fonctionnement desdits moyens de régulation de débit (14) comprenant un signal relatif au pourcentage d'ouverture dudit volet régulateur (14).
7. Installation de diffusion d'air (20) comprenant au moins un système de contrôle de diffusion d'air selon l'une quelconque des revendications précédentes.
8. Procédé de contrôle de diffusion d'air dans une pluralité d'enceintes (21), ladite diffusion d'air étant réalisée par une installation comprenant :
- un système de diffusion d'air (10) pour chacune desdites enceintes (21), ledit système (10) comportant des moyens de traitement thermique de l'air (13), et des moyens de diffusion d'air (12) dans ladite enceinte (21) ; une centrale de traitement d'air (22), commune aux systèmes de diffusion d'air (10), reliée auxdits systèmes (10) par un circuit d'air (23) et fournissant au moins en partie l'air diffusé dans lesdites enceintes (21) à une température, dite température de soufflage ;
- des moyens de sélection (24) d'une température pour chacune desdites enceintes (21) indépendamment des autres enceintes (21) ; ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- mesure d'un signal relatif au traitement thermique réalisé au niveau de chacun des systèmes de diffusion d'air (10) associé à chacune desdites enceintes (21) et/ou un signal relatif à la température sélectionnée dans chacune desdits enceintes (21) ; calcul d'une température de consigne de soufflage permettant de diminuer le fonctionnement de l'ensemble des moyens de traitement thermique (13) en fonction desdits signaux ; et - commande de ladite centrale (22) en vue d'obtenir ladite température de consigne de soufflage.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque système de diffusion d'air (10) comprend des moyens de régulation du débit d'air (14) diffusé dans l'enceinte (21) à laquelle est associé ledit système (10), le procédé comprenant en outre les étapes suivantes : mesure d'un signal relatif à l'état de fonctionnement des moyens de régulation du débit (14) et/ou à un débit de diffusion d'air pour chacune des enceintes (21), - calcul d'un débit consigne de soufflage en fonction desdits signaux ; et, commande :
• de la centrale de traitement d'air (22) pour obtenir ledit débit consigne de soufflage, et - des moyens de régulation de débit (14) de chacune des enceintes (21) pour maintenir un débit désiré indépendamment pour chacune des enceintes (21).
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