WO1997034112A1 - Air conditioning and/or heating method and device with a high energy efficiency ratio for multiple-unit buildings - Google Patents
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- F24F3/06—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
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- F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
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- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/56—Heat recovery units
Definitions
- the present invention relates to an energy-efficient method and device for air conditioning and / or heating of buildings with multiple premises.
- the invention uses the properties of the thermodynamic cycle of a refrigerant to supply energy to the premises to be treated.
- thermodynamic cycle of a refrigerant can be classified into five distinct groups.
- the energy production of these systems is ensured as follows.
- the refrigerant in gaseous state is compressed by a mechanical organ called a compressor.
- the fluid in the gaseous state is then brought back to an exchanger in contact with a cold source, under the effect of the lowering of the temperature, the pink point of the fluid is reached, the latter condenses and passes to the liquid state.
- the latent heat of condensation that is to say the quantity of heat released by the passage of the fluid from the gaseous state to the liquid state is transferred to the atmosphere by the fluid. This amount of heat released into the ambient environment results in the temperature increase of the latter so there is production of heat.
- the heat exchanger capable of producing heat is commonly called a condenser.
- the liquid is then transported by pipes to an exchanger in contact with a hot source and therefore returns to the gaseous state.
- the latent heat of evaporation of the fluid which is the quantity of energy necessary to pass from the liquid state to the gaseous state is provided by the atmosphere. This amount of heat supplied by the ambient environment results in a decrease in the temperature of the latter. This is why although cold is not a physical quantity we usually say that there is production of cold.
- the heat exchanger capable of producing cold is commonly called Evaporator.
- the use of the thermodynamic properties of a refrigerant therefore consists in carrying out an energy transfer between two units, one called a condenser capable of producing hot, the other called an evaporator capable of producing cold. In the context of the use of such a principle in the air conditioning and heating of a housing, it suffices to place one of the units in direct or indirect contact with the interior of the housing and the other in direct contact or indirect with the outside environment.
- the hot / cold changeover is carried out by means of a four-way valve acting on the pipes and making it possible to reverse the direction of circulation of the refrigerant.
- the evaporator then becomes condenser and vice versa as required.
- thermodynamic cycle There are several ways of listing air conditioning / heating devices using a thermodynamic cycle depending on the one hand on the type of production, individual or centralized and on the other hand the way in which the energy exchange is carried out with the external environment.
- the first type consists of air conditioning and heating the accommodation or premises individually by the use of equipment operating in a so-called “split” system.
- These systems require the installation of one or more external groups each composed of an exchanger with the outside air, a compressor, a fan and one or more internal blowing units, generally placed in each part to be treated and composed of an exchanger and a fan.
- These systems have the disadvantage of having as many outdoor units as premises or accommodation, which poses an aesthetic problem because it is often difficult to effectively camouflage these organs, but also and above all an acoustic problem linked to the fact that the multiplication of small noisy units can result in a significant sound result.
- the second system is to use outdoor units with a water condenser. That is to say that the quantity of energy exchanged with the outside is no longer directly supplied by the outside air but by water circulating in the form of a loop between one or more external exchangers and each room or accommodation.
- the individual “outdoor” units of the previous type no longer need to be directly placed outside and can be placed in a cupboard inside the room or accommodation.
- the temperature of the loop is regulated outside the building by means of ventilation and / or additional energy production.
- the supply of energy to the water loop must be done using additional energy such as electricity, gas, fuel, etc., resulting in a significant additional cost in the case of gas or fuel, or poor financial performance in the case. electric heating.
- the heating and the air conditioning are done either by a duct network or by units placed in each room. In both cases the cost of installation and the noise nuisance linked to the blowing of air are major drawbacks of the system.
- the third system consists in centralizing production outside the building thanks to a large external group capable of satisfying the needs of all the premises or dwellings and then distributing the energy thanks to water piped in heat-insulated pipes up to fan coil units placed in each room of the room or accommodation.
- This system is very expensive given the large number of fan coil units required and the resulting hydraulic and electrical connections.
- there is no device of the fan coil type capable of satisfying the requirements of the regulations in terms of acoustic comfort linked to residential accommodation.
- the size of these devices is relatively large and presents an aesthetic nuisance often relevant when one is faced with the problem of furniture.
- the fourth system consists in directly blowing heated or cooled air from an external central unit to and into the premises or accommodation via a network of ducts ensuring the supply and return.
- the energy production is always done using the thermodynamic cycle and the fluid / air exchange is done through said air handling unit placed outside the building.
- the cost of this type of installation means that, although the appearance functional is not questioned, it is extremely rare to find this type of installation for collective housing. It should however be noted that the possibility of varying the blowing flow rate in each room requires the installation of extremely expensive regulation and individual adjustment members.
- the fifth system was the subject of a patent application N ° FR 93/04160 by Mr. RIBO. It is a system of air conditioning and / or heating of housing which relies on the use of a heat pump in “split” individual system by housing or apartment, as in the first system mentioned above, but with only one indoor unit per dwelling.
- the air is then conveyed in the rooms via a false ceiling and the regulation at the level of the rooms to be treated is carried out as follows: the mouths of the rooms are equipped with adjustment shutters, the indoor unit operates at constant flow rate so well that when the shutters of the rooms close, the excess air goes into a main room and influences the room thermostat placed near the outlet.
- this fifth system has the following drawbacks: difficulty in integrating the outdoor units, acoustic problems linked to these outdoor units, thermal regulation of the rooms difficult to control and even impossible in certain cases, due in particular to the impossibility of heating and / or air conditioning a room without heating and / or air conditioning the main room, impossibility of heating and / or air conditioning a room more than this main room which can be the living room; then, the blowing in the rooms is directly linked to the temperature near the thermostat which is not necessarily representative of the temperature in the rooms, etc.
- thermodynamic machines To produce heat inside a dwelling, the thermodynamic cycle transfers energy drawn from the outside air to the room or the dwelling thanks to the physical properties mentioned at the beginning of the chapter which justifies the current designation of "heat pump”, and this by consuming less energy in supply "paying" for the system than in "energy” brought to the room.
- the efficiency of a thermodynamic machine used in heat production is a function of the outside temperature: the colder the outside air and the poorer the efficiency; this independently of the use and the implementation of the system.
- thermodynamic machines collapses and it is necessary to add an energy boost.
- This top-up is done either electrically for the installations listed above in the first systems, or with any energy in the case of centralized production.
- This characteristic has the consequence either of considerably penalizing the energy balance of the installation in terms of operating cost, or of appreciably increasing the investment cost linked to the need to install an additional energy production system. .
- the present invention therefore provides an air conditioning / heating system with high energy efficiency suitable for collective or individual housing using the properties of the thermodynamic cycle of a refrigerant and providing a solution to the drawbacks mentioned above while maintaining a lower cost price. .
- the invention consists of a method and a device for air conditioning and / or heating with high energy efficiency of buildings with multiple premises, using a unit of production of calorific or refrigerating energy, centralized and placed in contact with the exterior of the building, comprising at least one compressor, exchangers, ventilation members, members making it possible to carry out the thermodynamic cycle of a refrigerant, regulating members, with a hydraulic assembly containing at least one circulator, a buffer tank and the set of measuring and regulating organs necessary for the installation, as well as a distribution network of a heat transfer fluid conveying heat or cooling energy to terminal indoor units, as far as the premises of said building.
- a unit of production of calorific or refrigerating energy centralized and placed in contact with the exterior of the building, comprising at least one compressor, exchangers, ventilation members, members making it possible to carry out the thermodynamic cycle of a refrigerant, regulating members, with a hydraulic assembly containing at least one circulator, a buffer tank and the set of measuring and regulating
- At least one terminal unit is placed per room, in adjoining common areas but outside the rooms of said room and comprising at least one heat energy exchange battery or refrigeration between said heat transfer fluid and the ambient air, a fan for circulating this air and a control plate,
- the ambient air thus charged with the calories or frigories exchanged with the heat transfer fluid is distributed, by an air distribution network to the rooms of the room to be heated or air conditioned,
- VMC mechanical ventilation circuit
- the volume of the buffer tank of the centralized production unit is also increased in which a large amount of heat or cooling energy is produced and stored for given periods, such as those corresponding to low distribution tariffs for the supply energy of said production unit, and said quantity of stored heat or cooling energy is restored, in the premises during other given periods, in particular when said distribution tariffs are high .
- a regulation system is installed making it possible to vary the temperature of each room in said premises, either by recovering the state of opening and closing of the corresponding flaps and action is therefore taken on the speed of the fan of the terminal unit, or by measuring the pressure inside the air distribution network towards said parts and we act accordingly on the ventilation speed of the corresponding terminal unit.
- an individual metering system is installed for the consumption of heat or cooling energy distributed in each room for the distribution of the loads, depending either on the recording of the electrical energy consumption of the fan associated with the exchanger of each corresponding terminal unit, that is to say the recording of the flow of the heat transfer liquid circulating in each exchange battery of the terminal unit, as well as the temperatures upstream and downstream of each of said corresponding batteries.
- the air conditioning and heating of premises of a building or accommodation in a collective dwelling can thus be provided by a single centralized production group and a single terminal unit per accommodation.
- This type of installation offers a very low installation and maintenance cost while satisfying the following other points:
- the dwellings are better and better insulated so that one of the main sources of energy expenditure consists in bringing fresh air outside, entering the dwellings under the effect of depression caused by VMC, at the interior temperature of the dwelling.
- the extracted air is already at the interior temperature of the housing therefore the fact of recovering all or part of the energy contained in this extracted air, either by means of an air / water exchanger placed on the water, either directly on the group's air exchanger, minimizes energy consumption and provides an efficient operating balance sheet;
- the invention provides for installing two or more terminal units depending on the surface to be treated; - the volume of the buffer tank of the installation is dimensioned in such a way that the installation can have in stock, thanks to the thermal inertia represented by the large volume of water, a large amount of energy which will have been produced when the electricity supplier's tariffs are low and which will be returned when the tariffs are high.
- This operation will be done entirely automatically according to a regulation which can act on the various organs of the installation according to the messages sent by the supplier on the network specifying the changes in tariffs.
- This function will be particularly effective in heating mode when the building operating in the morning is put back into operation.
- the purpose of this load shedding function is to reduce the operating costs of heating and / or air conditioning;
- Figure 1 is an overview of a device for carrying out the method according to the invention in a building comprising for example six independent premises.
- FIG. 2 is a top view of a room comprising several parts to be treated from the same terminal unit according to FIG. 1.
- FIG. 3 is a sectional view along III / III 'of the room according to FIG. 2.
- an energy-efficient heating and air conditioning device for buildings with multiple premises 5 comprises at least one production unit 1 centralized heat or cooling energy and placed in contact with the exterior 13 of the building;
- this production unit 1 is composed in a known manner, of one or more refrigerant compressors, of one or more direct expansion exchangers with air in contact with the outside air 13, of one or more exchangers with direct expansion with water in contact with water or other heat transfer fluid from the distribution network 3, of one or more helical or centrifugal ventilation units ensuring the circulation of outside air through the fins of the air exchanger, one or more refrigeration circuits composed of a pressure reducer, a dehydrator, a cycle reversing valve, an oil recuperator, a liquid anti-blow device, one or several control plates capable of managing the operation of group 1 and of defrosting the battery of the air exchanger by reversing the thermodynamic cycle;
- this production unit 1 also includes a hydraulic assembly containing at least one circulator,
- the heating and / or air conditioning device comprises at least one terminal unit 4 per room 5, placed in the common parts 6 continuous but external to the rooms of the corresponding room 5, and even preferably outside of this room 5, in the common parts 6 of the building itself; said terminal units 4, one per room or housing 5, each comprise at least one battery 7 for exchanging the heat or cooling energy between said heat transfer fluid which may be water, and the ambient air 14 of each corresponding room 5, a ventilation unit 8 allowing said ambient air 14 to pass through the battery 7, a condensate recovery tank, and a control plate; the fan 8 of said terminal unit 4 alone ensures the circulation of air 14 inside the entire room 5, from a recovery zone 16 where the air is sucked in bulk towards the 'terminal unit 4, by and through a return grid 17 located for example in hall 5] of room 5.
- the air return zone 16 in each room or room 5 is in fact directly connected to the VMC circuit 12 shown in FIG. 1, and is therefore separated from the supply circuits of the terminal units 4; the air intake of this is then ensured by an independent circuit supplying fresh outside air.
- the air distribution network 9 to the rooms of the premises 5 to be heated or air-conditioned, from said terminal unit 4, can be produced by ducts or by a false ceiling as shown in FIG. 3, and in fact corresponding to the ceiling 15] of the corridors and openings 5 ⁇ as shown in FIG. 2.
- the air supply vents 10 in the rooms to be heated or air-conditioned are placed in contact with said false ceiling 9 to the right of the doors or partitions of said rooms 5 2 , 5 3 for example; they are of the high induction and double deflection type, they will be equipped with adjustable shutters 11 with a motorized or manual damper, capable of closing the passage section of the mouth 10 and of an adjustment system used for balancing the installation.
- the circulation of the ambient air 14 of each room 5 is therefore done via said false ceiling 9 or any other system of circulation ducts and air outlets 10 under the action of the pressure delivered by the fan 8 of the terminal unit 4.
- the air intake will be either above the doors according to the “DTU” linked to the door calibration in apartments equipped with centralized mechanical ventilation (VMC) as defined below, or by means of a grid transfer if the space available under the doors is not sufficient to guarantee a speed of passage that does not generate noise.
- VMC centralized mechanical ventilation
- the terminal unit 4 is located in the common parts 6 of the building at the right of the landing door of each room 5
- recovery is carried out by a return grille 17 placed above the landing door and below the false ceiling 9 inside the premises.
- a sealed box 15 2 is added under the unit 4 making it possible to channel the air from the return outlet 17 to the rear of the exchange battery 7.
- the recovery will take place at the rear of the device in a part of the false ceiling 15 x isolated from the part intended for blowing by a vertical partition.
- the terminal unit 4 is located in the common parts 6, as in FIG. 3, these will be fitted with another false ceiling 15 2 forming the sealed air intake box and camouflaging the devices 4 and the condensate network 21.
- Particular attention will be paid to the acoustic insulation of this false ceiling in order to avoid the noise present in the common parts from entering inside the room or accommodation through the holes intended for the blow and return. It could for example consist of panels 18 whose thickness and composition will meet the requirements for sound insulation and firebreak.
- a access hatch with key locking system will be installed under each appliance to allow maintenance or possibly replacement.
- the terminal units 4 are equipped with a condensate recovery network 21 connected to the wastewater network (EU) of the accommodation and equipped with a siphon. It may be made of PVC plastic tubes of predefined section.
- each terminal unit 4 is capable of recognizing the opening or closing of each of the registers of the air outlets 10 by recovering the state of a contact placed at the end of travel of each flap 11.
- the analysis of the opening state of the shutters 1 1 is made by a small regulator which acts on the ventilation speed 8 of the terminal unit 4 as follows: if all the shutters 11 are closed, then the fan 8 is not not supplied, if all the flaps 11 are open, the fan 8 is supplied with the maximum voltage and then the intermediate solutions generate predefined supply voltage levels for the fan 8 as a function of the desired blowing rate;
- the terminal unit 4 is capable, thanks to a pressure sensor and a regulating member, of making the pressure inside the false ceiling 9 of blowing constant by acting on the supply voltage of the fan 8. In this way if one or more shutters 1 1 close, the sensor analyzes an increase in pressure and therefore the fan speed is reduced.
- a minimal pressure is maintained inside the false ceiling 9 when all the shutters 11 are closed so that the opening of a shutter 11 immediately triggers an increase in the speed of the fan 8; in the two above principles of regulation, if the registers are manual, the obtaining of the interior temperature set point is delivered by a thermostat placed near the return port 10 and in the case where the shutters are motorized , each piece is equipped with a thermostat acting on the register of the room in which it is placed and therefore it is not necessary to analyze the temperature of the return air;
- each mouth 10 is governed by a regulator capable of controlling the state of opening and closing of the register, of acting on the opening and closing of the register as a function of the signal delivered by a temperature probe equipped with a offset potentiometer acting as thermostat placed in each room 5 [, 5 2 .
- Each regulator is connected to a central regulator by room or housing 5 capable of analyzing all of the parameters delivered by the regulators of each room and of controlling the pressure inside the false ceiling 9 thanks to a pressure sensor.
- the invention provides a system allowing the user to program his installation according to time slots and of course to stop his installation if the room or apartment 5 is unoccupied.
- the individual metering of the energy consumed is an essential element of equity in the distribution of the air conditioning and / or heating consumptions of each room or dwelling 5.
- the present invention provides for several types of metering according to the degree of precision sought, namely :
- Buffer tank 2 must avoid operation during the installation cycle and the “load shedding” and “peak day erasure” functions defined above.
- This balloon consists of a sealed envelope, rigid enough not to deform on contact with the pressure of the heat transfer fluid and very well insulated to limit losses to a strict minimum.
- the possible additional energy in winter is made either by an electrical resistance immersed directly in the tank 3, or by an energy production using another energy source. The determination of the type of energy necessary to provide the energy supplement in winter will be made according to essentially economic criteria.
- a building with multiple premises 5 may have a centralized mechanical ventilation circuit 12, called "VMC", sucking air 14 into the rooms of the premises 5, to reject them to the outside 13 :
- VMC centralized mechanical ventilation circuit
- sucking air 14 into the rooms of the premises 5 to reject them to the outside 13 :
- a system for recovering the extracted air constitutes an aeraulic structure manufactured so as to channel the air extracted by one or more extractors 19 into a single pipe which is then brought back, either directly to the external exchanger of a centralized production group l, or to an air / water exchanger (or other heat transfer liquid) placed on the distribution network 3.
- This structure may be heat-insulated in order to minimize losses especially on the parts of this structure in contact with the outside.
- the fans of the extractors 19 must be calculated to take into account the pressure losses generated by the recovery structure and the exchanger.
- the section of the exchanger will be calculated to allow maximum energy recovery.
- the arrival of the extracted air 14 may take place in an expansion chamber upstream of the exchange battery of the group lj, this makes it possible to guarantee a nominal flow rate on the battery while guaranteeing the use of all of the extracted air, which is then discharged 20 into the ambient outside air 13.
- a single outdoor group 1 can both receive the extracted air 14 and the outdoor air 13 which then mix in the exchange battery of this single centralized unit 1.
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Abstract
Description
Procédé et dispositif de climatisation et/ou de chauffage à haut rendement énergétique de bâtiments à locaux multiples Method and device for energy efficient air conditioning and / or heating of buildings with multiple premises
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de climatisation et/ou de chauffage à haut rendement énergétique de bâtiments à locaux multiples.The present invention relates to an energy-efficient method and device for air conditioning and / or heating of buildings with multiple premises.
L'invention utilise pour fournir l'énergie aux locaux à traiter, les propriétés du cycle thermodynamique d'un fluide frigorigene.The invention uses the properties of the thermodynamic cycle of a refrigerant to supply energy to the premises to be treated.
Actuellement les dispositifs de chauffage/ climatisation utilisant les propriétés du cycle thermodynamique d'un fluide frigorigene peuvent être classés en cinq groupes distincts.Currently heating / air conditioning devices using the properties of the thermodynamic cycle of a refrigerant can be classified into five distinct groups.
La production énergétique de ces systèmes est assurée de la manière suivante. Le fluide frigorigene à l'état gazeux est comprimé par un organe mécanique appelé compresseur. Le fluide à l'état gazeux est ensuite ramené sur un échangeur en contact avec une source froide, sous l'effet de l'abaissement de la température, le point de rosé du fluide est atteint, ce dernier se condense et passe à l'état liquide. La chaleur latente de condensation, c'est à dire la quantité de chaleur libérée par le passage du fluide de l'état gazeux à l'état liquide est cédée à l'ambiance par le fluide. Cette quantité de chaleur libérée dans l 'environnement ambiant à pour conséquence l'augmentation de température de ce dernier il y a donc production de chaud. L'échangeur capable de produire du chaud est communément appelé Condenseur.The energy production of these systems is ensured as follows. The refrigerant in gaseous state is compressed by a mechanical organ called a compressor. The fluid in the gaseous state is then brought back to an exchanger in contact with a cold source, under the effect of the lowering of the temperature, the pink point of the fluid is reached, the latter condenses and passes to the liquid state. The latent heat of condensation, that is to say the quantity of heat released by the passage of the fluid from the gaseous state to the liquid state is transferred to the atmosphere by the fluid. This amount of heat released into the ambient environment results in the temperature increase of the latter so there is production of heat. The heat exchanger capable of producing heat is commonly called a condenser.
Le liquide est ensuite transporté par des canalisations jusqu'à un échangeur en contact avec une source chaude et repasse donc par conséquent à l'état gazeux. La chaleur latente d'évaporation du fluide qui est la quantité d'énergie nécessaire pour passer de l'état liquide à l'état gazeux est fournie par l'ambiance. Cette quantité de chaleur fournie par l'environnement ambiant à pour conséquence la diminution de température de ce dernier. C'est pour cela que bien que le froid ne soit pas une grandeur physique nous avons l'habitude de dire qu'il y à production de froid. L'échangeur capable de produire du froid est communément appelé Evaporateur. L'utilisation des propriétés thermodynamiques d'un fluide frigorigene consiste donc à effectuer un transfert d'énergie entre deux unités, l'une appelée condenseur capable de produire du chaud, l 'autre appelée evaporateur capable de produire du froid. Dans le cadre de l'utilisation d'un tel principe à la climatisation et au chauffage d'un logement, il suffit de placer l'une des unités en contact direct ou indirect avec l'intérieur des logements et l'autre en contact direct ou indirect avec le milieu extérieur.The liquid is then transported by pipes to an exchanger in contact with a hot source and therefore returns to the gaseous state. The latent heat of evaporation of the fluid which is the quantity of energy necessary to pass from the liquid state to the gaseous state is provided by the atmosphere. This amount of heat supplied by the ambient environment results in a decrease in the temperature of the latter. This is why although cold is not a physical quantity we usually say that there is production of cold. The heat exchanger capable of producing cold is commonly called Evaporator. The use of the thermodynamic properties of a refrigerant therefore consists in carrying out an energy transfer between two units, one called a condenser capable of producing hot, the other called an evaporator capable of producing cold. In the context of the use of such a principle in the air conditioning and heating of a housing, it suffices to place one of the units in direct or indirect contact with the interior of the housing and the other in direct contact or indirect with the outside environment.
Les besoins en chaud ou en froid variant suivant les saisons, le basculement chaud/froid s'effectue par l'intermédiaire d'une vanne à quatre voies agissant sur les tuyauteries et permettant d'inverser le sens de circulation du fluide frigorifique. L'évaporateur devient alors condenseur et réciproquement suivant les besoins.The needs for hot or cold varying according to the seasons, the hot / cold changeover is carried out by means of a four-way valve acting on the pipes and making it possible to reverse the direction of circulation of the refrigerant. The evaporator then becomes condenser and vice versa as required.
Il existe plusieurs façons de répertorier les dispositifs de climatisation / chauffage utilisant un cycle thermodynamique selon d'une part le type de production, individuelle ou centralisée et d'autre part la manière dont est effectué l'échange énergétique avec le milieu extérieur.There are several ways of listing air conditioning / heating devices using a thermodynamic cycle depending on the one hand on the type of production, individual or centralized and on the other hand the way in which the energy exchange is carried out with the external environment.
Le premier type consiste à climatiser et chauffer les logements ou locaux de manière individuelle par l'utilisation de matériels fonctionnant en système dit « split ». Ces systèmes nécessitent l'installation d'un ou plusieurs groupes extérieurs composés chacun d'un échangeur avec l'air extérieur, d'un compresseur, d'un ventilateur et d'une ou plusieurs unités de soufflage intérieures, en général placées dans chaque pièce à traiter et composées d'un échangeur et d'un ventilateur. Ces systèmes présentent l'inconvénient d'avoir autant d'unités extérieures que de locaux ou logements ce qui pose un problème esthétique car il est souvent difficile de camoufler efficacement ces organes, mais aussi et surtout un problème acoustique lié au fait que la multiplication de petites unités bruyantes peuvent avoir pour conséquence une résultante sonore importante. Ce critère est souvent très pénalisant compte tenu des réglementations en matière de logement et surtout la nuit où l'émergence ne doit pas excéder 3 dba au dessus du bruit de fond. De plus la maintenance de ce type d'installation est très délicate et onéreuse car ces appareils qui semblent relativement fiables posent généralement de gros problèmes si l 'on inverse fréquemment le cycle thermodynamique. Le compresseur doit souvent être remplacé au bout de quelques saisons d'utilisation et cela est d'autant plus pénalisant qu'il y en a un par local. Quant aux unités intérieures de soufflage et d'échange, elles présentent des inconvénients relevés dans le troisième système évalué ci-dessous.The first type consists of air conditioning and heating the accommodation or premises individually by the use of equipment operating in a so-called “split” system. These systems require the installation of one or more external groups each composed of an exchanger with the outside air, a compressor, a fan and one or more internal blowing units, generally placed in each part to be treated and composed of an exchanger and a fan. These systems have the disadvantage of having as many outdoor units as premises or accommodation, which poses an aesthetic problem because it is often difficult to effectively camouflage these organs, but also and above all an acoustic problem linked to the fact that the multiplication of small noisy units can result in a significant sound result. This criterion is often very penalizing taking into account the housing regulations and especially at night when the emergence must not exceed 3 dba above the background noise. In addition maintenance of this type installation is very delicate and expensive because these devices which seem relatively reliable generally pose big problems if one frequently reverses the thermodynamic cycle. The compressor must often be replaced after a few seasons of use and this is all the more penalizing as there is one per room. As for the indoor blowing and exchange units, they have drawbacks noted in the third system evaluated below.
Le second système consiste à utiliser des unités extérieures avec un condenseur à eau. C'est à dire que la quantité d'énergie échangé avec l'extérieur n'est plus directement fournie par l 'air extérieur mais par de l'eau circulant sous forme de boucle entre un ou des échangeurs extérieurs et chaque local ou logement. Dans ce cas là les unités « extérieures » individuelles du type précédent n'ont plus besoin d'être directement placées à l'extérieur et peuvent être placées dans un placard à l'intérieur du local ou logement. La régulation de la température de la boucle se fait à l'extérieur du bâtiment grâce à des organes de ventilation et/ou de production d'énergie complémentaire. Ce type d'installation permet de résoudre le problème d'esthétique évoqué dans le premier système mais ne résout en rien le problème acoustique car le compresseur est maintenant placé à l'intérieur et par conséquent risque de générer une nuisance sonore importante directement à l 'intérieur du logement. De plus la fourniture d'énergie à la boucle d'eau doit se faire en utilisant une énergie complémentaire électricité, gaz, fuel etc.. cela entraînant un surcoût important dans le cas du gaz ou du fuel ou un mauvais rendement financier dans le cas d'un réchauffage électrique. A l'intérieur des locaux ou logements le chauffage et la climatisation se font soit par un réseau de gaine soit par des unités placées dans chaque pièce. Dans les deux cas le coût d'installation et les nuisances acoustiques liées au soufflage de l'air sont des inconvénients majeur du système.The second system is to use outdoor units with a water condenser. That is to say that the quantity of energy exchanged with the outside is no longer directly supplied by the outside air but by water circulating in the form of a loop between one or more external exchangers and each room or accommodation. In this case, the individual “outdoor” units of the previous type no longer need to be directly placed outside and can be placed in a cupboard inside the room or accommodation. The temperature of the loop is regulated outside the building by means of ventilation and / or additional energy production. This type of installation solves the aesthetic problem mentioned in the first system but does not solve the acoustic problem because the compressor is now placed inside and therefore may generate significant noise directly interior of the accommodation. In addition, the supply of energy to the water loop must be done using additional energy such as electricity, gas, fuel, etc., resulting in a significant additional cost in the case of gas or fuel, or poor financial performance in the case. electric heating. Inside the premises or accommodation the heating and the air conditioning are done either by a duct network or by units placed in each room. In both cases the cost of installation and the noise nuisance linked to the blowing of air are major drawbacks of the system.
Le troisième système consiste à centraliser la production à l'extérieur du bâtiment grâce à un gros groupe extérieur capable de satisfaire les besoins de l'ensemble des locaux ou logements et de distribuer ensuite l'énergie grâce à de l'eau canalisée dans des tuyauteries calorifugées jusqu' à des ventilo-convecteurs placé dans chaque pièce du local ou logement. Ce système est très coûteux compte tenu du nombre importants de ventilo-convecteurs nécessaires et des raccordements hydrauliques et électriques qui en résultent. De plus outre le coût très élevé de ce type d'installation, il demeure une nuisance importante liée au bruit de soufflage que peuvent générer les ventilateurs des ventilo-convecteurs. En effet à l'heure actuelle il n'existe pas d'appareil de type ventilo-convecteur capable de satisfaire les exigences de la réglementation en matière de confort acoustique liée aux logements d'habitation. De plus l'encombrement de ces appareils est relativement volumineux et présente une nuisance esthétique souvent pertinente lorsque l'on est confronté au problème de l'ameublement. La maintenance de ce type d'installation reste très élevée compte tenu du grand nombre d'appareils à contrôler. Le quatrième système consiste à insuffler directement de l'air chauffé ou refroidi depuis une unité centrale externe vers et dans les locaux ou logements par l'intermédiaire d'un réseau de gaines assurant le soufflage et la reprise. La production d'énergie se fait toujours en utilisant le cycle thermodynamique et l'échange fluide/air se fait par l'intermédiaire de ladite centrale de traitement d'air placée à l'extérieur du bâtiment. Outre les inconvénients liés au bruit provoqué par le passage de l'air au niveau des bouches et à l'encombrement important que représente les gaines qui doivent être bien isolées, le coût de ce type d'installation fait que, bien que l'aspect fonctionnel ne soit pas mis en cause, il est extrêmement rare de trouver ce type d'installation pour des logements collectifs. Il est toutefois à noter que la possibilité de faire varier le débit de soufflage dans chaque pièce nécessite d'installer une régulation et des organes individuels de réglage extrêmement coûteux.The third system consists in centralizing production outside the building thanks to a large external group capable of satisfying the needs of all the premises or dwellings and then distributing the energy thanks to water piped in heat-insulated pipes up to fan coil units placed in each room of the room or accommodation. This system is very expensive given the large number of fan coil units required and the resulting hydraulic and electrical connections. In addition to the very high cost of this type of installation, there remains a significant nuisance related to the blowing noise that can generate the fans of the fan coil units. In fact at present there is no device of the fan coil type capable of satisfying the requirements of the regulations in terms of acoustic comfort linked to residential accommodation. In addition the size of these devices is relatively large and presents an aesthetic nuisance often relevant when one is faced with the problem of furniture. The maintenance of this type of installation remains very high given the large number of devices to be checked. The fourth system consists in directly blowing heated or cooled air from an external central unit to and into the premises or accommodation via a network of ducts ensuring the supply and return. The energy production is always done using the thermodynamic cycle and the fluid / air exchange is done through said air handling unit placed outside the building. In addition to the drawbacks linked to the noise caused by the passage of air at the level of the vents and the large size represented by the ducts which must be well insulated, the cost of this type of installation means that, although the appearance functional is not questioned, it is extremely rare to find this type of installation for collective housing. It should however be noted that the possibility of varying the blowing flow rate in each room requires the installation of extremely expensive regulation and individual adjustment members.
Le cinquième système a fait l'objet d'un dépôt d'une demande de brevet N° FR 93/04160 par Monsieur RIBO. Il s'agit d'un système de climatisation et/ou de chauffage de logement qui repose sur l'utilisation d'une pompe à chaleur en « split » système individuelle par logement ou appartement, comme dans le premier système évoqué ci-dessus, mais avec une seule unité intérieure par logement. L'air est ensuite véhiculé dans les pièces par l'intermédiaire d'un faux plafond et la régulation au niveau des pièces à traiter s'effectue de la manière suivante : les bouches des chambres sont équipées de volets de réglage, l'unité intérieure fonctionne à débit constant si bien que lorsque les volets des chambres se ferment, le surplus d'air va dans une pièce principale et influence le thermostat d'ambiance placé prés de la reprise. Il est à noter cependant que l'utilisation d'un faux plafond servant de plénum de soufflage est courante en matière d'installation utilisant de l'air puisé et à d'ailleurs été largement utilisé dans des constructions à usage public. Par ailleurs, ce cinquième système présente les inconvénients suivants : difficulté d'intégration des unités extérieures, problèmes acoustiques liés à ces unités extérieures, régulation thermique des pièces difficile à maîtriser et même impossible dans certains cas, du fait en particulier de l'impossibilité de chauffer et/ou climatiser une chambre sans chauffer et/ou climatiser la pièce principale, impossibilité de chauffer et/ou climatiser une chambre plus que cette pièce principale qui peut être le séjour ; ensuite, le soufflage dans les chambres est directement lié à la température à proximité du thermostat qui n'est pas forcément représentative de la température dans les chambres, etc .. L'ensemble des systèmes existants cités ci-dessus, en plus des inconvénients évoqués précédemment, englobent tous un inconvénient majeur liée au fonctionnement propre des machines thermodynamiques. Pour produire du chaud à l'intérieur d'un logement, le cycle thermodynamique transfère de l'énergie puisée dans l'air extérieur jusque dans le local ou le logement grâce aux propriétés physiques évoquées en début de chapitre ce qui justifie l'appellation courante de " pompe à chaleur ", et cela en consommant moins d'énergie en alimentation « payante » du système qu'en « énergie » apportée au local. Cependant, le rendement d'une machine thermodynamique utilisée en production de chaleur et qui est donc nécessairement supérieur à 1 pour être intéressant, est fonction de la température extérieure : plus l'air extérieur est froid et plus le rendement est mauvais ; ceci indépendamment de l'utilisation et de la mise en oeuvre du système. Lorsque l'on considère le fonctionnement de l 'installation à la température extérieure réglementaire à prendre en compte pour dimensionner une installation de chauffage, on s'aperçoit que le coefficient de performance des machines thermodynamiques s'effondre et il est nécessaire de rajouter un appoint énergétique. Cet appoint est fait soit électriquement pour les installations répertoriées ci-dessus dans les premiers systèmes, soit avec une énergie quelconque dans les cas de production centralisée. Cette caractéristique à pour conséquence soit de pénaliser considérablement le bilan énergétique de l'installation en terme de coût d'exploitation soit d'augmenter de manière sensible le coût d'investissement lié à la nécessité d'installer un système de production d'énergie supplémentaire.The fifth system was the subject of a patent application N ° FR 93/04160 by Mr. RIBO. It is a system of air conditioning and / or heating of housing which relies on the use of a heat pump in “split” individual system by housing or apartment, as in the first system mentioned above, but with only one indoor unit per dwelling. The air is then conveyed in the rooms via a false ceiling and the regulation at the level of the rooms to be treated is carried out as follows: the mouths of the rooms are equipped with adjustment shutters, the indoor unit operates at constant flow rate so well that when the shutters of the rooms close, the excess air goes into a main room and influences the room thermostat placed near the outlet. It should be noted, however, that the use of a false ceiling serving as a blowing plenum is common in installation using forced air and has also been widely used in constructions for public use. Furthermore, this fifth system has the following drawbacks: difficulty in integrating the outdoor units, acoustic problems linked to these outdoor units, thermal regulation of the rooms difficult to control and even impossible in certain cases, due in particular to the impossibility of heating and / or air conditioning a room without heating and / or air conditioning the main room, impossibility of heating and / or air conditioning a room more than this main room which can be the living room; then, the blowing in the rooms is directly linked to the temperature near the thermostat which is not necessarily representative of the temperature in the rooms, etc. All of the existing systems mentioned above, in addition to the drawbacks mentioned previously, all include a major drawback linked to the proper functioning of thermodynamic machines. To produce heat inside a dwelling, the thermodynamic cycle transfers energy drawn from the outside air to the room or the dwelling thanks to the physical properties mentioned at the beginning of the chapter which justifies the current designation of "heat pump", and this by consuming less energy in supply "paying" for the system than in "energy" brought to the room. However, the efficiency of a thermodynamic machine used in heat production and which is therefore necessarily greater than 1 to be interesting, is a function of the outside temperature: the colder the outside air and the poorer the efficiency; this independently of the use and the implementation of the system. When considering the operation of the installation at the regulatory outside temperature to be taken into account to size a heating installation, we see that the coefficient of performance of thermodynamic machines collapses and it is necessary to add an energy boost. This top-up is done either electrically for the installations listed above in the first systems, or with any energy in the case of centralized production. This characteristic has the consequence either of considerably penalizing the energy balance of the installation in terms of operating cost, or of appreciably increasing the investment cost linked to the need to install an additional energy production system. .
La présente invention propose donc un système de climatisation/chauffage à haut rendement énergétique adapté au logement collectif ou individuel utilisant les propriétés du cycle thermodynamique d'un fluide frigorigene et apportant une solution aux inconvénients évoqués ci-dessus tout en maintenant un prix de revient moindre.The present invention therefore provides an air conditioning / heating system with high energy efficiency suitable for collective or individual housing using the properties of the thermodynamic cycle of a refrigerant and providing a solution to the drawbacks mentioned above while maintaining a lower cost price. .
L'invention consiste en un procédé et un dispositif de climatisation et/ou chauffage à haut rendement énergétique de bâtiments à locaux multiples, utilisant une unité de production d'énergie calorifique ou frigorifique, centralisée et placée en contact avec l'extérieur du bâtiment, comprenant au moins un compresseur, des échangeurs, des organes de ventilation, des organes permettant d'effectuer le cycle thermodynamique d'un fluide frigorigene, des organes de régulation, avec un ensemble hydraulique contenant au moins un circulateur, un ballon tampon et l'ensemble des organes de mesure et de régulation nécessaires à l'installation, ainsi qu'un réseau de distribution d'un fluide caloporteur véhiculant l 'énergie calorifique ou frigorifique vers des unités intérieures terminales, jusque dans les locaux dudit bâtiment. Suivant ledit procédé :The invention consists of a method and a device for air conditioning and / or heating with high energy efficiency of buildings with multiple premises, using a unit of production of calorific or refrigerating energy, centralized and placed in contact with the exterior of the building, comprising at least one compressor, exchangers, ventilation members, members making it possible to carry out the thermodynamic cycle of a refrigerant, regulating members, with a hydraulic assembly containing at least one circulator, a buffer tank and the set of measuring and regulating organs necessary for the installation, as well as a distribution network of a heat transfer fluid conveying heat or cooling energy to terminal indoor units, as far as the premises of said building. According to said process:
- on place au moins une unité terminale par local, dans des parties communes contiguës mais extérieures aux pièces dudit local et comprenant au moins une batterie d'échange de l'énergie calorifique ou frigorifique entre ledit fluide caloporteur et l'air ambiant, un ventilateur de circulation de cet air et une platine de régulation,- at least one terminal unit is placed per room, in adjoining common areas but outside the rooms of said room and comprising at least one heat energy exchange battery or refrigeration between said heat transfer fluid and the ambient air, a fan for circulating this air and a control plate,
- on distribue l'air ambiant ainsi chargé des calories ou frigories échangées avec le fluide caloporteur, par un réseau de distribution d'air vers les pièces du local à chauffer ou à climatiser,the ambient air thus charged with the calories or frigories exchanged with the heat transfer fluid is distributed, by an air distribution network to the rooms of the room to be heated or air conditioned,
- on souffle ledit air dans lesdites pièces à chauffer ou à climatiser par des bouches de soufflage, toutes équipées de volets réglables.- blowing said air into said rooms to be heated or cooled by air outlets, all equipped with adjustable shutters.
Dans un mode préférentiel de réalisation pour des bâtiments à locaux multiples disposant d'un circuit de ventilation mécanique (dit V.M.C.) aspirant l'air dans les pièces des locaux pour les rejeter vers l'extérieur, on récupère tout ou partie du débit d'air ainsi extrait des locaux et on le fait circuler sur au moins un échangeur de l'unité de production centralisée, permettant d'améliorer le cycle thermodynamique du fluide frigorigene et récupérant ainsi tout ou partie de l'énergie respectivement calorifique ou frigorifique contenue dans l'air ainsi extrait par la ventilation mécanique ; dans ce cas, on utilise préférentiellement deux unités de production centralisées extérieures, comprenant chacune au moins un compresseur de fluide frigorigene et utilisant, soit un fluide caloporteur différent du fluide frigorigene, soit que le fluide caloporteur est le même que le fluide frigorigene distribué alors directement dans les unités terminales, et on refoule l'air extrait par ladite ventilation mécanique sur l'échangeur de l'une desdites unités centrales.In a preferred embodiment for buildings with multiple premises having a mechanical ventilation circuit (called VMC) sucking the air in the rooms of the premises to reject them towards the outside, one recovers all or part of the flow of air thus extracted from the premises and it is circulated on at least one exchanger of the centralized production unit, making it possible to improve the thermodynamic cycle of the refrigerant and thus recovering all or part of the respectively calorific or refrigerant energy contained in the air thus extracted by mechanical ventilation; in this case, two centralized external production units are preferably used, each comprising at least one refrigerant compressor and using either a heat transfer fluid different from the refrigerant, or that the heat transfer fluid is the same as the refrigerant then directly distributed in the terminal units, and the air extracted by said mechanical ventilation is discharged onto the exchanger of one of said central units.
Suivant un mode particulier et complémentaire de réalisation, on augmente également le volume du ballon tampon de l'unité de production centralisée dans lequel on produit et on stocke une grande quantité d'énergie calorifique ou frigorifique pendant des périodes données, telles que celles correspondant à des tarifs faibles de distribution de l'énergie d'alimentation de ladite unité de production, et on restitue ladite quantité d'énergie calorifique ou frigorifique stockée, dans les locaux durant d'autres périodes données, en particulier quand lesdits tarifs de distribution sont élevés.According to a particular and complementary embodiment, the volume of the buffer tank of the centralized production unit is also increased in which a large amount of heat or cooling energy is produced and stored for given periods, such as those corresponding to low distribution tariffs for the supply energy of said production unit, and said quantity of stored heat or cooling energy is restored, in the premises during other given periods, in particular when said distribution tariffs are high .
De préférence également, on installe un système de régulation permettant de faire varier la température de chaque pièce desdits locaux, soit en récupérant l'état d'ouverture et de fermeture des volets correspondants et on agit en conséquence sur le régime du ventilateur de l'unité terminale, soit en mesurant la pression à l'intérieur du réseau de distribution de l'air vers lesdites pièces et on agit en conséquence sur la vitesse de ventilation de l'unité terminale correspondante.Preferably also, a regulation system is installed making it possible to vary the temperature of each room in said premises, either by recovering the state of opening and closing of the corresponding flaps and action is therefore taken on the speed of the fan of the terminal unit, or by measuring the pressure inside the air distribution network towards said parts and we act accordingly on the ventilation speed of the corresponding terminal unit.
Enfin et suivant un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, on installe un système de comptage individuel de la consommation d'énergie calorifique ou frigorifique distribuée dans chaque local pour la répartition des charges, en fonction, soit de l'enregistrement de la consommation d'énergie électrique du ventilateur associé à l'échangeur de chaque unité terminale correspondante, soit de l'enregistrement du débit du liquide caloporteur circulant dans chaque batterie d'échange de l'unité terminale, ainsi que des températures en amont et en aval de chacune desdites batteries correspondantes. Le résultat est un nouveau procédé et dispositif de chauffage et/ou de climatisation à haut rendement énergétique de bâtiments à locaux multiples qui, outre le fait d'apporter une solution aux inconvénients évoqués dans les systèmes existants, apporte des avantages tels que : - l'utilisation d'un groupe de production centralisé placé à l'extérieur du bâtiment dans un endroit qui ne présente aucune nuisance tant sur le plan acoustique qu'esthétique,Finally and according to another preferred embodiment of the invention, an individual metering system is installed for the consumption of heat or cooling energy distributed in each room for the distribution of the loads, depending either on the recording of the electrical energy consumption of the fan associated with the exchanger of each corresponding terminal unit, that is to say the recording of the flow of the heat transfer liquid circulating in each exchange battery of the terminal unit, as well as the temperatures upstream and downstream of each of said corresponding batteries. The result is a new method and device for energy efficient heating and / or air conditioning of buildings with multiple premises which, in addition to providing a solution to the drawbacks mentioned in existing systems, provides advantages such as: '' use of a centralized production group placed outside the building in a location which presents no nuisance, both acoustically and aesthetically,
- le fait de ramener tout ou partie de l'air extrait des logements par l'intermédiaire des extracteurs V.M.C. soit directement sur l'échangeur en contact avec l'air extérieur du groupe de production centralisé soit sur un échangeur air/fluide caloporteur placé sur le réseau de distribution de ce fluide ; ceci afin de récupérer l'énergie contenue dans l'air extrait et améliorer notablement le bilan énergétique de consommation des logements. Ceci aussi bien en mode chauffage qu'en mode climatisation,- the fact of bringing all or part of the air extracted from the accommodation via the V.M.C. either directly on the exchanger in contact with the outside air of the centralized production group or on an air / heat transfer fluid exchanger placed on the distribution network of this fluid; this in order to recover the energy contained in the extracted air and significantly improve the energy consumption balance of housing. This in both heating and cooling modes,
- l'utilisation d'un réseau calorifuge contenant un fluide caloporteur, donc avec des canalisations de diamètre plus réduit que s'il s'agissait de l'air, comme dans le quatrième système évoqué précédemment, afin de transporter l'énergie jusqu'aux logements, - la possibilité de n'utiliser qu'une unité terminale camouflée dans un faux-plafond, par logement afin de transformer l'énergie contenue dans le fluide caloporteur sous forme d'air chaud ou froid, sans nuisance esthétique puisqu'il n'y a pas alors d'unité de soufflage visible dans chaque pièce, ni acoustique, puisque le bruit de soufflage est amorti dans le réseau de distribution d'air dans chaque logement et qui peut être bien conçu pour cela,- the use of a heat-insulating network containing a heat-transfer fluid, therefore with smaller diameter pipes than if it were air, as in the fourth system mentioned previously, in order to transport the energy to housing, - the possibility of using only one terminal unit camouflaged in a false ceiling, per housing in order to transform the energy contained in the heat transfer fluid in the form of hot or cold air, without aesthetic nuisance since there is then there is no blowing unit visible in each room, nor acoustic, since the blowing noise is damped in the air distribution network in each dwelling and which can be well designed for this,
- l'utilisation du ventilateur de l'unité terminale pour transporter l'air chaud ou l'air froid jusque dans chaque pièce en utilisant un réseau de distribution tel que par gaine ou faux-plafond créé dans les couloirs et les dégagements,- the use of the terminal unit fan to transport hot or cold air to each room using a distribution network such as by duct or false ceiling created in the corridors and clearances,
- l'asservissement de la ventilation de chaque unité terminale à un organe de contrôle de la température intérieure de chaque logement correspondant, - la possibilité de faire varier la température de chaque pièce soit automatiquement soit manuellement, et cela suivant le désir de chaque utilisateur situé dans toute pièce,- the servo-control of the ventilation of each terminal unit to an organ for controlling the interior temperature of each corresponding housing, - the possibility of varying the temperature of each room either automatically or manually, and this according to the desire of each user located in any room,
- la création d'un système de comptage de l 'énergie individuel permettant de répartir équitablement les charges d'exploitation, - l'utilisation du volume du ballon tampon pour effectuer un délestage en fonction des différentes périodes de tarification du fournisseur d'électricité et/ou utiliser une source d'énergie autre que l'électricité pour permettre à l'installation de ne pas utiliser d'énergie électrique lors des périodes classées " périodes de pointe " par le fournisseur et par conséquent bénéficier d'un tarif avantageux.- the creation of an individual energy metering system allowing an equitable distribution of operating costs, - the use of the volume of the buffer tank to carry out load shedding according to the different pricing periods of the electricity supplier, and / or use an energy source other than electricity to allow the installation not to use electrical energy during periods classified as "peak periods" by the supplier and therefore benefit from an advantageous rate.
Selon l'invention, la climatisation et le chauffage de locaux d'un bâtiment ou logement dans un habitat collectif, peuvent être ainsi assurés par un seul groupe de production centralisé et une seule unité terminale par logement. Ce type d'installation offre un coût d'installation et de maintenance très peu élevé tout en satisfaisant les autres points suivants :According to the invention, the air conditioning and heating of premises of a building or accommodation in a collective dwelling can thus be provided by a single centralized production group and a single terminal unit per accommodation. This type of installation offers a very low installation and maintenance cost while satisfying the following other points:
- la récupération de tout ou partie de l'énergie contenue dans l'air extrait des logements permet d'atteindre un rendement énergétique jusqu'alors jamais atteint avec une machine thermodynamique. Il faut savoir que compte tenue des réglementations en matière d'économie d'énergie, les logements sont de mieux en mieux isolés si bien que l'une des principales sources de dépense énergétique consiste à ramener l 'air neuf extérieur, pénétrant dans les logements sous l'effet de la dépression causée par la V.M.C, à la température intérieure du logement. L'air extrait est lui déjà à la température intérieure du logement par conséquent le fait de récupérer tout ou partie de l'énergie contenue dans cet air extrait, soit par l'intermédiaire d'un échangeur air/eau placé sur le réseau d'eau, soit directement sur l'échangeur à air du groupe, permet de minimiser la consommation d'énergie et d'obtenir un bilan d'exploitation performant;- the recovery of all or part of the energy contained in the air extracted from the accommodation makes it possible to achieve an energy yield hitherto never achieved with a thermodynamic machine. It is necessary know that taking into account the energy saving regulations, the dwellings are better and better insulated so that one of the main sources of energy expenditure consists in bringing fresh air outside, entering the dwellings under the effect of depression caused by VMC, at the interior temperature of the dwelling. The extracted air is already at the interior temperature of the housing therefore the fact of recovering all or part of the energy contained in this extracted air, either by means of an air / water exchanger placed on the water, either directly on the group's air exchanger, minimizes energy consumption and provides an efficient operating balance sheet;
- l'utilisation d'un groupe centralisé permet, grâce à des protections efficaces de régler définitivement les problèmes esthétiques et acoustiques occasionnés par l'utilisation de plusieurs petits groupes individuels. De plus le rendement des machines thermodynamiques de forte puissance et souvent bien plus élevé que sur les machines de petite puissance. Enfin la maintenance est largement simplifiée de par le caractère centralisé de l'appareil;- the use of a centralized group allows, thanks to effective protections to definitively settle the aesthetic and acoustic problems caused by the use of several small individual groups. In addition, the efficiency of thermodynamic machines of high power and often much higher than on machines of low power. Finally, maintenance is greatly simplified by the centralized nature of the device;
- l'utilisation d'une seule unité terminale par logement permet de réduire considérablement les coûts d'investissement, et celle-ci étant préférentiellement placée dans les parties communes du bâtiment au- dessus de la porte palière, cela apporte plusieurs autres avsntages :- the use of a single terminal unit per dwelling makes it possible to considerably reduce investment costs, and this being preferably placed in the common parts of the building above the landing door, this brings several other advantages:
* tout d'abord la maintenance est largement simplifiée compte tenu que le technicien n'est plus soumis à la prise préalable d'un rendez-vous avec l'occupant du logement mais peut organiser au mieux de ces horaires une intervention sur chacune des unités terminales. L'agent de maintenance est donc totalement autonome et libéré de toutes contraintes liées à une localisation privative des organes de transformation d'énergie. Dans le cadre d'appartement locatif cette clause est renforcée par le fait que l'occupant ne peut en aucun cas avoir accès aux unités terminales et donc par conséquent ne peut agir sur le fonctionnement de celle-ci et occasionner des dérèglements ; * la mise en place de l'unité terminale dans les parties communes permet de diminuer le bruit de soufflage de l'appareil ;* first of all, maintenance is greatly simplified given that the technician is no longer subject to making a prior appointment with the occupant of the accommodation but can organize an intervention on each of the units at the best of these times terminal. The maintenance agent is therefore completely autonomous and freed from all constraints linked to a private location of the energy transformers. In the context of a rental apartment, this clause is reinforced by the fact that the occupant cannot in any case have access to the terminal units and therefore therefore cannot act on its operation and cause disturbances; * the installation of the terminal unit in the common parts makes it possible to reduce the blowing noise of the device;
* et enfin l'espace disponible du faux plafond peut être réduit compte tenu que l'encombrement de l'appareil ne nous pénalise pas au niveau de la dimension de la retombée du faux plafond intérieur ;* and finally the available space of the false ceiling can be reduced given that the size of the device does not penalize us in terms of the dimension of the fallout of the interior false ceiling;
* toutefois, sans sortir du cadre de la présente invention, il peut être nécessaire de disposer l'unité terminale dans les parties communes aux pièces du local, mais à l'intérieur de celui-ci, comme dans un hall, lorsqu'il est impossible d'assurer la traversée du voile au dessus de la porte palière (cas de certaines réhabilitations) . De plus, dans certains locaux ou appartements de surfaces très importante l'invention prévoit d'installer deux ou plusieurs unités terminales selon la surface à traiter ; - le volume du ballon tampon de l'installation est dimensionné de telle manière que l'installation peut disposer en stock, grâce à l'inertie thermique représenté par le grand volume d'eau , d'une grande quantité d'énergie qui aura été produite lorsque les tarifs du fournisseur d'électricité sont faibles et qui sera restituée lorsque les tarifs sont élevés. Cette opération se fera de manière entièrement automatique en fonction d'une régulation pouvant agir sur les différents organes de l'installation en fonction des messages envoyés par le fournisseur sur le réseau précisant les changements de tarifications. Cette fonction sera notamment très efficace en mode chauffage lors de la remise en régime du bâtiment intervenant le matin. Cette fonction de délestage aura pour but de réduire les coûts d'exploitation du chauffage et/ou de la climatisation ;* However, without departing from the scope of the present invention, it may be necessary to have the terminal unit in the parts common to the rooms of the room, but inside the latter, as in a hall, when it is impossible to ensure the crossing of the veil above the landing door (case of certain rehabilitations). In addition, in certain premises or apartments with very large surfaces, the invention provides for installing two or more terminal units depending on the surface to be treated; - the volume of the buffer tank of the installation is dimensioned in such a way that the installation can have in stock, thanks to the thermal inertia represented by the large volume of water, a large amount of energy which will have been produced when the electricity supplier's tariffs are low and which will be returned when the tariffs are high. This operation will be done entirely automatically according to a regulation which can act on the various organs of the installation according to the messages sent by the supplier on the network specifying the changes in tariffs. This function will be particularly effective in heating mode when the building operating in the morning is put back into operation. The purpose of this load shedding function is to reduce the operating costs of heating and / or air conditioning;
- la possibilité de séparer d'une part, les circuits d' air extrait dans chaque pièce par la V.M.C. pour le rejeter à l ' extérieur, avec récupération comme indiqué ci-dessus, de tout ou partie de son énergie, et d'autre part, les circuits d'arrivée d' air frais de renouvellement avec passage sur les unités terminales avant d'être soufflé dans chacune desdites pièces, sans qu'il y ait donc de retour et de reprise en boucle fermée contrairement à ce qui est représenté dans les exemples décrits ci-après : cette application en tout air neuf intéresse en particulier les chambres de milieu hospitalier pour ne pas recycler et/ou mélanger, entre les différentes chambres, l ' air qui serait éventuellement chargé de particules contaminées. Une source d'énergie complémentaire peut permettre de substituer le fonctionnement du groupe extérieur pendant les périodes classées " périodes de pointe " par le fournisseur de l'énergie électrique de base. Cette source d'énergie autre que l'électricité sera nécessaire si la capacité du ballon de stockage n'est pas suffisante pour garantir le fonctionnement de l'installation pendant toute la durée de ces périodes de pointe. Un tel dispositif permet de se passer de l'énergie électrique au moment où le fournisseur de cette énergie a le plus de mal à en produire et par conséquent de bénéficier d'un tarif très avantageux pendant toutes les autres périodes de l'année. On pourrait citer d'autres avantages de la présente invention, mais ceux cités ci-dessus en montrent déjà suffisamment pour en prouver la nouveauté et l'intérêt.- the possibility of separating on the one hand, the air circuits extracted in each room by the VMC to reject it outside, with recovery as indicated above, of all or part of its energy, and other hand, the fresh air supply circuits for renewal with passage over the terminal units before being blown into each of said parts, without there being return and resumption in closed loop contrary to what is shown in the examples described below: this application in all fresh air is of particular interest to hospital rooms so as not to recycle and / or mix, between the different rooms, the air which may be charged with contaminated particles. An additional energy source can make it possible to substitute the operation of the outdoor unit during periods classified as "peak periods" by the supplier of basic electrical energy. This energy source other than electricity will be necessary if the capacity of the storage tank is not sufficient to guarantee the operation of the installation for the duration of these peak periods. Such a device makes it possible to dispense with electrical energy at the time when the supplier of this energy has the most difficulty in producing it and consequently to benefit from a very advantageous tariff during all the other periods of the year. We could cite other advantages of the present invention, but those mentioned above already show enough to prove its novelty and interest.
La description et les figures ci-après représentent des exemples de réalisation de l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles, dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention, en particulier en changeant le nombre d'unités extérieures et/ou terminales, la disposition des pièces du local à traiter et les dispositifs de cloisonnement dudit local avec son faux-plafond.The description and the figures below represent exemplary embodiments of the invention, but are in no way limiting: other embodiments are possible, within the scope and scope of this invention, in particular by changing the number of outdoor and / or terminal units, the layout of the rooms in the room to be treated and the partitioning devices of said room with its false ceiling.
La figure 1 est une vue d'ensemble d'un dispositif permettant de réaliser le procédé suivant l'invention dans un bâtiment comportant par exemple six locaux indépendants.Figure 1 is an overview of a device for carrying out the method according to the invention in a building comprising for example six independent premises.
La figure 2 est une vue de dessus d'un local comportant plusieurs pièces à traiter à partir d'une même unité terminale suivant la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe suivant III/III' du local suivant la figure 2.FIG. 2 is a top view of a room comprising several parts to be treated from the same terminal unit according to FIG. 1. FIG. 3 is a sectional view along III / III 'of the room according to FIG. 2.
Les différents constituants de l'invention se caractérisent de la manière suivante, comme représentés sur les figures : un dispositif de chauffage et de climatisation à haut rendement énergétique de bâtiments à locaux multiples 5 comprend au moins une unité de production 1 d'énergie calorifique ou frigorifique centralisée et placée en contact avec l'extérieur 13 du bâtiment ; cette unité de production 1 est composée d'une manière connue, d'un ou plusieurs compresseurs de fluide frigorigene, d'un ou plusieurs échangeurs à détente directe à air en contact avec l'air extérieur 13, d'un ou plusieurs échangeurs à détente direct à eau en contact avec l'eau ou autre fluide caloporteur du réseau 3 de distribution, d'une ou plusieurs unités de ventilation hélicoïdales ou centrifuges assurant la circulation de l'air extérieur au travers des ailettes de l'échangeur à air, d'un ou plusieurs circuits frigorifiques composés d'un détendeur, d'un deshydrateur, d'une vanne d'inversion de cycle, d'un récupérateur d'huile, d'un dispositif anti¬ coup de liquide, d'une ou plusieurs platines de régulation capable de gérer le fonctionnement du groupe 1 et d'assurer le dégivrage de la batterie de l'échangeur à air par inversion du cycle thermodynamique ; cette unité de production 1 comprend également un ensemble hydraulique contenant au moins un circulateur, un ballon tampon 2 et l'ensemble des organes de mesure et de régulation nécessaires à l'installation, ainsi qu'un réseau de distribution 3 d'un fluide caloporteur, véhiculant l'énergie calorifique ou frigorifique vers des unités intérieures terminales 4 jusque dans les locaux 5 dudit bâtiment : ce réseau de distribution 3 est constitué par un ensemble de tuyauteries en acier de diamètre et section prédéfinies, mises bout à bout afin de créer un circuit fermé du fluide caloporteur entre le groupe de production centralisé 1 et l'ensemble des locaux ou logements 5. Ce réseau est calorifuge de manière à réduire les déperditions de l'énergie du fluide caloporteur vers le milieu extérieur avec un matériau type de marque déposée « Armaflex » ou similaire ; une attention particulière est nécessaire pour garantir l'efficacité du calorifuge et par conséquent éviter la condensation. Suivant l'invention, le dispositif de chauffage et/ou de climatisation comporte au moins une unité terminale 4 par local 5, placée dans les parties communes 6 continues mais externes aux pièces du local 5 correspondant, et même de préférence à l'extérieur de ce local 5, dans les parties communes 6 du bâtiment proprement dit ; lesdites unités terminales 4, une par local ou logement 5, comprennent au moins chacune une batterie 7 d'échange de l'énergie calorifique ou frigorifique entre ledit fluide caloporteur qui peut être de l'eau, et l 'air ambiant 14 de chaque local correspondant 5, une unité de ventilation 8 permettant d'assurer le passage dudit air ambiant 14 au travers de la batterie 7, d'un bac de récupération des condensats, et d'une platine de régulation ; le ventilateur 8 de ladite unité terminale 4 assure à lui seul la circulation de l'air 14 à l'intérieur de l'ensemble du local 5, à partir d'une zone de reprise 16 où l'air est aspiré en vrac vers l'unité terminale 4, par et à travers une grille de reprise 17 située par exemple dans le hall 5 ] du local 5.The various constituents of the invention are characterized in the following manner, as shown in the figures: an energy-efficient heating and air conditioning device for buildings with multiple premises 5 comprises at least one production unit 1 centralized heat or cooling energy and placed in contact with the exterior 13 of the building; this production unit 1 is composed in a known manner, of one or more refrigerant compressors, of one or more direct expansion exchangers with air in contact with the outside air 13, of one or more exchangers with direct expansion with water in contact with water or other heat transfer fluid from the distribution network 3, of one or more helical or centrifugal ventilation units ensuring the circulation of outside air through the fins of the air exchanger, one or more refrigeration circuits composed of a pressure reducer, a dehydrator, a cycle reversing valve, an oil recuperator, a liquid anti-blow device, one or several control plates capable of managing the operation of group 1 and of defrosting the battery of the air exchanger by reversing the thermodynamic cycle; this production unit 1 also includes a hydraulic assembly containing at least one circulator, a buffer tank 2 and all of the measurement and regulation members necessary for the installation, as well as a distribution network 3 of a heat-transfer fluid , conveying heat or cooling energy to terminal indoor units 4 as far as the premises 5 of said building: this distribution network 3 consists of a set of steel pipes of predefined diameter and section, placed end to end in order to create a closed circuit of the heat transfer fluid between the centralized production group 1 and all of the premises or dwellings 5. This network is heat-insulated so as to reduce the loss of energy from the heat transfer fluid to the outside environment with a typical trademark material "Armaflex" or similar; special care is necessary to guarantee the effectiveness of the insulation and therefore avoid condensation. According to the invention, the heating and / or air conditioning device comprises at least one terminal unit 4 per room 5, placed in the common parts 6 continuous but external to the rooms of the corresponding room 5, and even preferably outside of this room 5, in the common parts 6 of the building itself; said terminal units 4, one per room or housing 5, each comprise at least one battery 7 for exchanging the heat or cooling energy between said heat transfer fluid which may be water, and the ambient air 14 of each corresponding room 5, a ventilation unit 8 allowing said ambient air 14 to pass through the battery 7, a condensate recovery tank, and a control plate; the fan 8 of said terminal unit 4 alone ensures the circulation of air 14 inside the entire room 5, from a recovery zone 16 where the air is sucked in bulk towards the 'terminal unit 4, by and through a return grid 17 located for example in hall 5] of room 5.
Suivant un autre mode de réalisation non représenté sur les figures jointes et dans lequel on voudrait assurer une distribution en tout air neuf tel que pour les milieux hospitaliers, la zone de reprise 16 d'air dans chaque pièce ou local 5 est reliée en fait directement au circuit de VMC 12 représenté sur la figure 1 , et est séparé donc des circuits d'alimentation des unités terminales 4; l 'aspiration d'air de celle-ci est assurée alors par un circuit indépendant fournissant un air frais extérieur. Le réseau 9 de distribution de l'air 14 vers les pièces des locaux 5 à chauffer ou à climatiser, à partir de ladite unité terminale 4, peut être réalisé par des gaines ou par un faux-plafond tel que représenté sur la figure 3, et correspondant en fait au plafond 15 ] des couloirs et dégagements 5^ tels que représentés sur la figure 2. Il est constitué d'un matériau garantissant l'étanchéité de l'ouvrage et l 'amortissement acoustique du bruit de soufflage et de reprise de l'unité terminale 4 ; à titre d'exemple, il peut être constitué de panneaux de type « PLACOPLATRE » (marque déposée) fixés sur rails métalliques ou solives bois ou bien de plaques acoustiques démontables de marque déposée « EUROCOUSTIC » fixées sur consoles métalliques.According to another embodiment not shown in the attached figures and in which one would like to ensure distribution in any new air such as for hospital environments, the air return zone 16 in each room or room 5 is in fact directly connected to the VMC circuit 12 shown in FIG. 1, and is therefore separated from the supply circuits of the terminal units 4; the air intake of this is then ensured by an independent circuit supplying fresh outside air. The air distribution network 9 to the rooms of the premises 5 to be heated or air-conditioned, from said terminal unit 4, can be produced by ducts or by a false ceiling as shown in FIG. 3, and in fact corresponding to the ceiling 15] of the corridors and openings 5 ^ as shown in FIG. 2. It is made of a material guaranteeing the watertightness of the structure and the acoustic damping of the noise of blowing and resumption of terminal unit 4; by way of example, it can be made up of “PLACOPLATRE” (registered trademark) type panels fixed on metal rails or wooden joists or removable “EUROCOUSTIC” registered acoustic plates fixed on metal consoles.
Les bouches de soufflage 10 de l'air dans les pièces à chauffer ou à climatiser, sont placées en contact avec ledit faux plafond 9 au droit des portes ou des cloisons desdites pièces 52, 53 par exemple ; elles sont de type à forte induction et à double déflexion, elles seront équipées de volets réglables 11 avec un registre motorisé ou manuel, capables d'obturer la section de passage de la bouche 10 et d'un système de réglage servant à l'équilibrage de l'installation.The air supply vents 10 in the rooms to be heated or air-conditioned are placed in contact with said false ceiling 9 to the right of the doors or partitions of said rooms 5 2 , 5 3 for example; they are of the high induction and double deflection type, they will be equipped with adjustable shutters 11 with a motorized or manual damper, capable of closing the passage section of the mouth 10 and of an adjustment system used for balancing the installation.
La circulation de l'air ambiant 14 de chaque local 5 se fait donc par l'intermédiaire dudit faux plafond 9 ou de tout autre système de gaines de circulation et des bouches de soufflage 10 sous l 'action de la pression délivrée par le ventilateur 8 de l 'unité terminale 4.The circulation of the ambient air 14 of each room 5 is therefore done via said false ceiling 9 or any other system of circulation ducts and air outlets 10 under the action of the pressure delivered by the fan 8 of the terminal unit 4.
La reprise de l'air se fera soit en dessus des portes selon le « DTU » lié au détalonnage des portes dans les appartements équipés de ventilation mécanique centralisée (V.M.C.) telle que définie ci-après, soit par l'intermédiaire d'une grille de transfert si l'espace disponible sous les portes n'est pas suffisant pour garantir une vitesse de passage ne générant pas de nuisance sonore. Selon l'utilisation préférentielle de l'invention telle que représentée sur la figure 3, selon laquelle l 'unité terminale 4 est située dans les parties communes 6 du bâtiment au droit de la porte palière de chaque local 5, la reprise est effectuée par une grille de reprise 17 placée au-dessus de la porte palière et en-dessous du faux plafond 9 de l'intérieur du local. Dans cette hypothèse, un caisson étanche 152 est rajouté sous l'unité 4 permettant de canaliser l'air depuis la bouche de reprise 17 jusqu'à l'arrière de la batterie d'échange 7. Dans le cas ou l'unité terminale 4 est placée à l'intérieur du logement ou local 5, la reprise s'effectuera à l'arrière de l 'appareil dans une partie du faux plafond 15 x isolée de la partie destinée au soufflage par un cloisonnement vertical. Dans le cas où l'unité terminale 4 est située dans les parties communes 6, comme sur la figure 3, celles-ci seront équipées d'un autre faux plafond 152 formant le caisson étanche de reprise d'air et camouflant les appareils 4 et le réseau de condensats 21. Une attention particulière sera portée à l'isolement acoustique de ce faux plafond afin d'éviter aux bruits présents dans les parties communes de pénétrer à l'intérieur du local ou logement par l'intermédiaire des orifices destinés au soufflage et à la reprise. Il pourra par exemple être constituée de panneaux 18 dont l'épaisseur et la composition permettront de répondre aux exigences en matière d'isolation acoustique et coupe-feu. Une trappe de visite avec système de verrouillage par clé sera installée sous chaque appareil afin de permettre les interventions de maintenance ou éventuellement de remplacement. Les unités terminales 4 sont équipées d'un réseau de récupération 21 des condensats raccordé au réseau des eaux usées (E.U.) des logements et équipé de siphon. Il pourra être constitué de tubes plastiques PVC de section prédéfinie.The air intake will be either above the doors according to the “DTU” linked to the door calibration in apartments equipped with centralized mechanical ventilation (VMC) as defined below, or by means of a grid transfer if the space available under the doors is not sufficient to guarantee a speed of passage that does not generate noise. According to the preferred use of the invention as shown in Figure 3, according to which the terminal unit 4 is located in the common parts 6 of the building at the right of the landing door of each room 5, recovery is carried out by a return grille 17 placed above the landing door and below the false ceiling 9 inside the premises. In this hypothesis, a sealed box 15 2 is added under the unit 4 making it possible to channel the air from the return outlet 17 to the rear of the exchange battery 7. In the case where the terminal unit 4 is placed inside the housing or local 5, the recovery will take place at the rear of the device in a part of the false ceiling 15 x isolated from the part intended for blowing by a vertical partition. In the case where the terminal unit 4 is located in the common parts 6, as in FIG. 3, these will be fitted with another false ceiling 15 2 forming the sealed air intake box and camouflaging the devices 4 and the condensate network 21. Particular attention will be paid to the acoustic insulation of this false ceiling in order to avoid the noise present in the common parts from entering inside the room or accommodation through the holes intended for the blow and return. It could for example consist of panels 18 whose thickness and composition will meet the requirements for sound insulation and firebreak. A access hatch with key locking system will be installed under each appliance to allow maintenance or possibly replacement. The terminal units 4 are equipped with a condensate recovery network 21 connected to the wastewater network (EU) of the accommodation and equipped with a siphon. It may be made of PVC plastic tubes of predefined section.
La régulation de la température entre chaque pièce d'un local ou logement 5 et l'asservissement de la vitesse de ventilation de chaque unité terminale 4 se fera par exemple, suivant l'un des trois principes suivants :The temperature regulation between each room in a room or accommodation 5 and the slaving of the ventilation speed of each terminal unit 4 will be done for example, according to one of the following three principles:
- chaque unité terminale 4 est capable de reconnaître l'ouverture ou la fermeture de chacun des registres des bouches de soufflage 10 grâce à la récupération de l'état d'un contact placé en bout de course de chaque volet 11. L'analyse de l'état d'ouverture des volets 1 1 est faite par un petit régulateur qui agit sur la vitesse de ventilation 8 de l'unité terminale 4 de la manière suivante : si tous les volets 11 sont fermés, alors le ventilateur 8 n'est pas alimenté, si tous les volets 11 sont ouverts, le ventilateur 8 est alimenté avec la tension maximale puis les solutions intermédiaires génèrent des niveaux de tension d'alimentation du ventilateur 8 prédéfinies en fonction du débit de soufflage recherché ;each terminal unit 4 is capable of recognizing the opening or closing of each of the registers of the air outlets 10 by recovering the state of a contact placed at the end of travel of each flap 11. The analysis of the opening state of the shutters 1 1 is made by a small regulator which acts on the ventilation speed 8 of the terminal unit 4 as follows: if all the shutters 11 are closed, then the fan 8 is not not supplied, if all the flaps 11 are open, the fan 8 is supplied with the maximum voltage and then the intermediate solutions generate predefined supply voltage levels for the fan 8 as a function of the desired blowing rate;
- l'unité terminale 4 est capable grâce à un capteur de pression et un organe de régulation de rendre constante la pression à l'intérieur du faux plafond 9 de soufflage en agissant sur la tension d'alimentation du ventilateur 8. De cette manière si un ou plusieurs volets 1 1 se ferment, le capteur analyse une augmentation de pression et donc la vitesse du ventilateur est diminuée. Une pression minime est maintenue a l'intérieur du faux plafond 9 lorsque tous les volets 1 1 sont fermés de sorte que l'ouverture d'un volet 11 déclenche immédiatement une augmentation de la vitesse du ventilateur 8 ; dans les deux principes ci-dessus de régulation, si les registres sont manuels, l'obtention du point de consigne de la température intérieure est délivré par un thermostat placé à proximité de la bouche 10 de reprise et dans le cas où les volets sont motorisés, chaque pièce est équipée d'un thermostat agissant sur le registre de la pièce dans lequel il est placé et par conséquent il n'est pas nécessaire d'analyser la température de l'air de reprise ;the terminal unit 4 is capable, thanks to a pressure sensor and a regulating member, of making the pressure inside the false ceiling 9 of blowing constant by acting on the supply voltage of the fan 8. In this way if one or more shutters 1 1 close, the sensor analyzes an increase in pressure and therefore the fan speed is reduced. A minimal pressure is maintained inside the false ceiling 9 when all the shutters 11 are closed so that the opening of a shutter 11 immediately triggers an increase in the speed of the fan 8; in the two above principles of regulation, if the registers are manual, the obtaining of the interior temperature set point is delivered by a thermostat placed near the return port 10 and in the case where the shutters are motorized , each piece is equipped with a thermostat acting on the register of the room in which it is placed and therefore it is not necessary to analyze the temperature of the return air;
- chaque bouche 10 est régie par un régulateur capable de contrôler l'état d'ouverture et de fermeture du registre, d'agir sur l'ouverture et la fermeture du registre en fonction du signal délivré par une sonde de température équipée d'un potentiomètre de décalage faisant office de thermostat placé dans chaque pièce 5 [ , 52. Chaque régulateur est relié à un régulateur central par local ou logement 5 capable d'analyser la totalité des paramètres délivrés par les régulateurs de chaque pièce et de contrôler la pression à l'intérieur du faux plafond 9 grâce à un capteur de pression. Ce système offre à l'utilisateur toutes les possibilités d'une Gestion technique du Bâtiment grâce à l'interfaçage aisée de tous les paramètres et de la programmation horaire de chaque zone du logement. Un tel dispositif apporte un confort inégalé pour un coût très faible.each mouth 10 is governed by a regulator capable of controlling the state of opening and closing of the register, of acting on the opening and closing of the register as a function of the signal delivered by a temperature probe equipped with a offset potentiometer acting as thermostat placed in each room 5 [, 5 2 . Each regulator is connected to a central regulator by room or housing 5 capable of analyzing all of the parameters delivered by the regulators of each room and of controlling the pressure inside the false ceiling 9 thanks to a pressure sensor. This system offers the user all the possibilities of a Technical Building Management thanks to the easy interfacing of all the parameters and the time programming of each zone of the accommodation. Such a device provides unequaled comfort at a very low cost.
Dans tout les cas l 'invention prévoit un système permettant à l'utilisateur de programmer son installation suivant des plages horaires et bien évidemment d'arrêter son installation si le local ou l'appartement 5 est inoccupé.In all cases, the invention provides a system allowing the user to program his installation according to time slots and of course to stop his installation if the room or apartment 5 is unoccupied.
Le comptage individuel de l 'énergie consommée est un élément essentiel de l'équité de répartition des consommations de climatisation et/ou de chauffage de chaque local ou logement 5. La présente invention prévoit plusieurs types de comptages suivant le degré de précision recherché à savoir :The individual metering of the energy consumed is an essential element of equity in the distribution of the air conditioning and / or heating consumptions of each room or dwelling 5. The present invention provides for several types of metering according to the degree of precision sought, namely :
- un enregistrement de la consommation électrique du ventilateur 8 de chaque unité terminale 4 qui est directement liée à l'utilisation du chauffage et/ou de la climatisation dans chaque pièce du local ou logement 5. Cet enregistrement se fera grâce à un compteur électrique classique de faible coût ;- a record of the electrical consumption of the fan 8 of each terminal unit 4 which is directly linked to the use of heating and / or air conditioning in each room of the room or accommodation 5. This record will be made using a conventional electric meter low cost;
- un enregistrement simultané de la consommation du ventilateur 8 de chaque unité terminale 4 et de la température de l 'eau ou autre fluide caloporteur du réseau de distribution 3 juste en amont de la batterie 7 de l'unité terminale 4 correspondante. L'analyse de la température et de la consommation donne une précision supplémentaire pour déterminer l'énergie consommée. Cet enregistrement se fera grâce à un compteur électrique équipé d'une fonction d'enregistrement de la température ; - un enregistrement simultanée du débit d'eau circulant à l'intérieur de la batterie d'échange 7 de chaque unité terminale 4 et des températures en amont et en aval de ladite batterie d'échange 7. L'analyse des différences de températures et du débit permet par intégration de déterminer de manière très précise la quantité d'énergie fournie au local ou logement 5. Cet enregistrement se fera par un ou deux intégrateur à lecture directe et/ou centralisée relié(s) à deux sondes de température et un compteur de débit.a simultaneous recording of the consumption of the fan 8 of each terminal unit 4 and of the temperature of the water or other coolant of the distribution network 3 just upstream of the battery 7 of the corresponding terminal unit 4. Analysis of the temperature and consumption gives additional precision to determine the energy consumed. This recording will be done using an electric meter equipped with a temperature recording function; a simultaneous recording of the water flow circulating inside the exchange battery 7 of each terminal unit 4 and of the temperatures upstream and downstream of said exchange battery 7. Analysis of the differences in temperatures and of the flow makes it possible by integration to very precisely determine the quantity of energy supplied to the room or accommodation 5. This recording will be done by one or two direct and / or centralized reading integrator connected to two temperature probes and one flow meter.
Le ballon tampon 2 doit éviter le fonctionnement en cours cycle de l'installation et les fonctions de « délestages » et « d'effacement jour de pointe » définis précédemment. Plus le volume de ce ballon est grand et plus le nombre de mises en route du ou des compresseur(s) des unités centrales extérieures l t et 1 est faible, ce qui a de grandes conséquences sur la longévité du matériel, mais aussi plus grandes sont les quantités d'énergie stockées en vue d'effectuer du " délestage " ou de " l'effacement jour de pointe " . Ce ballon est constitué d'une enveloppe étanche, suffisamment rigide pour ne pas se déformer au contact de la pression du fluide caloporteur et très bien calorifuge pour limiter au strict minimum les déperditions. L'éventuel appoint énergétique en hiver est fait, soit par une résistance électrique plongée directement dans le ballon 3, soit par une production d'énergie utilisant une autre source énergétique. La détermination du type d'énergie nécessaire à fournir l'appoint énergétique en hiver se fera suivant des critères essentiellement économiques.Buffer tank 2 must avoid operation during the installation cycle and the “load shedding” and “peak day erasure” functions defined above. The greater the volume of this balloon, the lower the number of starts of the compressor (s) of the outdoor central units l t and 1, which has great consequences on the longevity of the equipment, but also greater. are the quantities of energy stored for the purpose of "load shedding" or "peak day erasure". This balloon consists of a sealed envelope, rigid enough not to deform on contact with the pressure of the heat transfer fluid and very well insulated to limit losses to a strict minimum. The possible additional energy in winter is made either by an electrical resistance immersed directly in the tank 3, or by an energy production using another energy source. The determination of the type of energy necessary to provide the energy supplement in winter will be made according to essentially economic criteria.
Selon la représentation de la figure 1 un bâtiment à locaux multiples 5 peut disposer d'un circuit de ventilation mécanique centralisé 12, dit « V.M.C. », aspirant l'air 14 dans les pièces des locaux 5, pour les rejeter vers l 'extérieur 13 : un tel système de récupération de l'air extrait constitue un ouvrage aéraulique fabriqué de manière à canaliser l'air extrait par un ou plusieurs extracteurs 19 en une seule conduite qui est alors ramenée, soit directement vers l'échangeur extérieur d'un groupe l de production centralisé, soit vers un échangeur air/eau (ou autre liquide caloporteur) placé sur le réseau de distribution 3. Cet ouvrage pourra être calorifuge afin de minimiser les déperditions notamment sur les parties de cet ouvrage en contact avec l'extérieur. Les ventilateurs des extracteurs 19 devront être calculés pour prendre en compte les pertes de charge générées par l 'ouvrage de récupération et l'échangeur. La section de l 'échangeur sera calculée pour permettre une récupération maximale de l'énergie. Dans le cas d'un échange direct avec l'échangeur extérieur du groupe de production 1 ] centralisé, l'arrivée de l'air extrait 14 pourra se faire dans un caisson de détente en amont de la batterie d'échange du groupe l j , ceci permet de garantir un débit nominal sur la batterie tout en garantissant l'utilisation de la totalité de l'air extrait, qui est ensuite refoulé 20 dans l'air extérieur ambiant 13.According to the representation of FIG. 1, a building with multiple premises 5 may have a centralized mechanical ventilation circuit 12, called "VMC", sucking air 14 into the rooms of the premises 5, to reject them to the outside 13 : such a system for recovering the extracted air constitutes an aeraulic structure manufactured so as to channel the air extracted by one or more extractors 19 into a single pipe which is then brought back, either directly to the external exchanger of a centralized production group l, or to an air / water exchanger (or other heat transfer liquid) placed on the distribution network 3. This structure may be heat-insulated in order to minimize losses especially on the parts of this structure in contact with the outside. The fans of the extractors 19 must be calculated to take into account the pressure losses generated by the recovery structure and the exchanger. The section of the exchanger will be calculated to allow maximum energy recovery. In the case of a direct exchange with the external exchanger of the centralized production group 1], the arrival of the extracted air 14 may take place in an expansion chamber upstream of the exchange battery of the group lj, this makes it possible to guarantee a nominal flow rate on the battery while guaranteeing the use of all of the extracted air, which is then discharged 20 into the ambient outside air 13.
Suivant le mode de réalisation de la figure 1 , on dispose de deux unités centrales extérieures de production d'énergie calorifique ou frigorifique \ x et 12, l'une l j recevant entièrement et seulement l'air extrait 14 par la ventilation mécanique 19 et l'autre 12 ne recevant que de l'air extérieur 13 sur ses batteries d'échange.According to the embodiment of Figure 1, there are two outdoor central units for producing heat or cooling energy \ x and 1 2 , one l j receiving entirely and only the extracted air 14 by mechanical ventilation 19 and the other 1 2 receiving only outside air 13 on its exchange batteries.
Dans un autre mode de réalisation non représenté ici, un seul groupe extérieur 1 peut à la fois recevoir l 'air extrait 14 et l'air extérieur 13 qui se mélangent alors dans la batterie d'échange de cette seule unité centralisée 1. In another embodiment not shown here, a single outdoor group 1 can both receive the extracted air 14 and the outdoor air 13 which then mix in the exchange battery of this single centralized unit 1.
Claims
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP97908315A EP0886745A1 (en) | 1996-03-11 | 1997-03-06 | Air conditioning and/or heating method and device with a high energy efficiency ratio for multiple-unit buildings |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| FR2778228A1 (en) * | 1998-05-04 | 1999-11-05 | Robert Ribo | METHOD AND DEVICE FOR AIR CONDITIONING AND / OR HEATING A PREMISES INCLUDING AT LEAST ONE SERVICE ROOM AND AT LEAST TWO MAIN ROOMS |
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| NL1035438C2 (en) * | 2008-05-19 | 2009-11-20 | Kea Consult B V | Air treatment system for room in building, has heat exchanger provided for heating air introduced into building, where heat exchanger is connected to cold-storage in floor of building |
| DE102012014543A1 (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-06 | Ltg Aktiengesellschaft | Ventilation apparatus for use in e.g. office room arrangement for ventilating and/or air-conditioning of room of building, has optically common air passage separated for supply of fresh air and discharge of overflow air |
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| NL2008997C2 (en) * | 2012-06-13 | 2013-12-16 | Vero Duco Nv | RESIDENTIAL HOUSE WITH AIR CHANGE INSTALLATION AND METHOD FOR BUSINESSING THEM. |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1454614A1 (en) * | 1962-10-26 | 1969-05-29 | Mcfarlan Alden I | air conditioner |
| DE2423008A1 (en) * | 1974-05-13 | 1975-11-27 | Alfons Laemmle | Central-heating installation with water-fed radiators - becomes cooling installation when water is diverted through cooler |
| FR2571478A1 (en) * | 1984-10-10 | 1986-04-11 | Joseph Jean Claude | Self-regulating air treatment system |
| WO1994023249A1 (en) * | 1993-04-06 | 1994-10-13 | Robert Ribo | Domestic air conditioning and/or heating method and device, particularly for apartment buildings |
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- 1997-03-06 AU AU20310/97A patent/AU2031097A/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1454614A1 (en) * | 1962-10-26 | 1969-05-29 | Mcfarlan Alden I | air conditioner |
| DE2423008A1 (en) * | 1974-05-13 | 1975-11-27 | Alfons Laemmle | Central-heating installation with water-fed radiators - becomes cooling installation when water is diverted through cooler |
| FR2571478A1 (en) * | 1984-10-10 | 1986-04-11 | Joseph Jean Claude | Self-regulating air treatment system |
| WO1994023249A1 (en) * | 1993-04-06 | 1994-10-13 | Robert Ribo | Domestic air conditioning and/or heating method and device, particularly for apartment buildings |
| FR2703761A1 (en) * | 1993-04-06 | 1994-10-14 | Ribo Robert | Method and device for air conditioning and / or heating of dwellings, in particular of collective buildings. |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2778228A1 (en) * | 1998-05-04 | 1999-11-05 | Robert Ribo | METHOD AND DEVICE FOR AIR CONDITIONING AND / OR HEATING A PREMISES INCLUDING AT LEAST ONE SERVICE ROOM AND AT LEAST TWO MAIN ROOMS |
| WO1999057491A1 (en) * | 1998-05-04 | 1999-11-11 | Robert Ribo | Air conditioning method and device |
| US6378317B1 (en) | 1998-05-04 | 2002-04-30 | Robert Ribo | Air-conditioning method and device |
| FR2837267A1 (en) | 2002-03-13 | 2003-09-19 | Yves Juarez | HEATING AND / OR AIR CONDITIONING DEVICE |
| NL1035438C2 (en) * | 2008-05-19 | 2009-11-20 | Kea Consult B V | Air treatment system for room in building, has heat exchanger provided for heating air introduced into building, where heat exchanger is connected to cold-storage in floor of building |
| DE102012014543A1 (en) * | 2012-07-17 | 2014-02-06 | Ltg Aktiengesellschaft | Ventilation apparatus for use in e.g. office room arrangement for ventilating and/or air-conditioning of room of building, has optically common air passage separated for supply of fresh air and discharge of overflow air |
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