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WO2019134955A1 - Systeme de traitement de l'air pour un batiment ou navire - Google Patents

Systeme de traitement de l'air pour un batiment ou navire Download PDF

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Publication number
WO2019134955A1
WO2019134955A1 PCT/EP2019/050138 EP2019050138W WO2019134955A1 WO 2019134955 A1 WO2019134955 A1 WO 2019134955A1 EP 2019050138 W EP2019050138 W EP 2019050138W WO 2019134955 A1 WO2019134955 A1 WO 2019134955A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
post
treatment
unit
building
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2019/050138
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English (en)
Inventor
Jérôme Stubler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vinci Construction SAS
Original Assignee
Vinci Construction SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vinci Construction SAS filed Critical Vinci Construction SAS
Publication of WO2019134955A1 publication Critical patent/WO2019134955A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F24F3/12—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 treatment of the air otherwise than by heating and cooling
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    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F8/60—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by adding oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
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    • F24F2110/65—Concentration of specific substances or contaminants
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to systems and methods for treating air for buildings and ships.
  • Building means a building of dwellings, businesses and / or offices.
  • Building ventilation can be done in a variety of ways.
  • Ventilation installations rely on centralized units receiving air from one or more points of aspiration and redistributing it in the building through a network of distribution ducts.
  • the patent FR 3,002,026 describes a multizone thermal regulation system comprising an air pre-treatment unit by desiccation and a plurality of air aftertreatment units to cool it by humidifying it, in order to provide several areas of the air building at different relative temperatures and relative humidity. Such a system does not alter the chemical composition of the air, other than its water vapor content.
  • US Patent 6,711,470 discloses a system adaptable to an air conditioning installation of an enclosure for monitoring and adjusting the quality of indoor air.
  • This system includes sensors arranged to detect the presence of potentially harmful contaminants in indoor air, such as VOC compounds, ozone or nitrogen oxide, and in case of positive detection, perform a corrective action, including the introduction of fresh air taken outside in the enclosure. Sensors are also present to ensure that the outside air introduced does not itself contain certain pollutants that are to be avoided.
  • Such a system is not intended to deliver a predefined composition air in the building, but simply aims to Automatically renew the indoor air when pollutants are detected within it.
  • U.S. Patent 4,850,264 discloses a system for maintaining air quality under predefined conditions within a building. The latter is kept under a slight overpressure due to the intake of outside air in a sufficient quantity.
  • a network of sensors monitors the air quality in the building, including its temperature, humidity and its content of particles and other pollutants. When the air quality fluctuates outside predefined limits in a zone, the air is selectively renewed in this zone by the actuation of appropriate flaps.
  • US Patent 5,042,997 discloses a system for controlling the interior environment of a building to prevent its occupants from undergoing extreme conditions of temperature, humidity, pollution and barometric variations.
  • This system includes an air conditioning unit capable of pressurizing the building interior, and an air purification unit, comprising various filters for trapping, adsorbing or absorbing pollutants of the air flow therethrough.
  • the air purification unit may in particular comprise active carbon filters and an electrostatic precipitation system. Sensors check the purity of the delivered air. This document seeks only to purify the incoming air, without seeking to modify otherwise its composition.
  • the invention aims to meet this need by proposing an air treatment system for a building or vessel, comprising:
  • At least one centralized air treatment unit arranged to deliver a purified air whose composition has predefined characteristics
  • At least one post-treatment unit supplied with pre-treated air delivered by the centralized unit, and adapted to apply a post-treatment other than a single heat treatment or humidification, aiming to modify the composition of this air so as to to obtain a predefined air quality.
  • the invention makes it possible, thanks to the presence of at least one centralized air treatment unit, to purify it in a thorough manner at an acceptable cost by dimensioning it at the building scale. Then, the air thus cleaned up, which has a predefined quality, is processed so as to adapt its final quality to what is sought, with the aid of a post-processing that can modify its composition.
  • the invention exploits the fact that modern buildings behave more and more like airtight enclosures with respect to outside air, and that it thus becomes easier to act quickly and durably on the quality of the air. indoor air, because indoor air leakage to the outside is controlled.
  • Air quality is understood to include all of its components, including all gaseous or particulate compounds that may be dispersed in the air that is inhaled.
  • Said predefined air quality delivered by the system according to the invention is for example characteristic of that which is typically encountered in at least one place on earth, especially in the mountains or at the seaside.
  • Providing quality predefined air inside the building, and to evolve if necessary it according to predetermined scenarios, preferably in real time, including automatically, can improve health, dynamism and / or the productivity of the building or ship occupants.
  • the post-processing unit may be local, and preferably the system then comprises several local post-processing units associated with the same centralized preprocessing unit. These local units are for example each dedicated to a corresponding housing or office space located on the same floor of the building.
  • the system comprises selection means for modifying the applied post-processing.
  • This selection means is for example arranged to allow a user to make a selection between at least two air qualities that can be delivered.
  • the user can activate or not the post-processing.
  • the user can still adjust the intensity of post-processing, or choose between two different post-treatments.
  • the selection means may be located locally, i.e. in the enclosure where the post-treated air is delivered, and the associated post-processing unit may be controlled by this local selection means.
  • the control of the post processing unit or units is centralized from the building or a site outside the building.
  • the at least two selectable air qualities mentioned above differ from each other, for example, in the content of at least one compound injected by the post-treatment unit.
  • This compound is for example chosen from non-odorous compounds, in particular oxygen, or odorous compounds, in a content detectable or not by a human nose. It is for example selected from iodinated compounds or biological materials, including microorganisms.
  • Post-processing can still include the generation of negative ions.
  • the air can be post-treated for example by adding oxygen under certain conditions, for example depending on the activity of the occupants of the building or the detection of certain pollutants in the indoor air, for example the carbon dioxide, to compensate for the potential adverse effect of these pollutants.
  • the post-treatment may also include the addition in a variable amount of negative ions, depending, for example, on the weather conditions outside; thus, in case of heavy rain after a storm, the air is usually naturally rich in negative ions and the introduction by the post-treatment of additional negative ions is useless. On the other hand, in case of hot and stormy weather, the addition of negative ions can contribute to improving the comfort of the occupants.
  • the post-processing unit may include a housing for receiving a post-processing cassette, through which air from the centralized unit is directed.
  • This cassette may comprise a filtration capacity filter greater than that of the centralized unit and / or contain at least one volatile compound that diffuses into the air passing through the cassette.
  • the post-treatment unit comprises a regulator which makes it possible to select the fraction of the air entering the post-processing unit which is directed towards the cassette.
  • the applied or applicable after-treatment may depend on the temperature and / or composition of the air leaving the pretreatment unit.
  • the post treatment applied will avoid bringing more moisture to the air and will be limited to a post treatment compatible with a rate of high humidity.
  • the temperature of the air delivered by the pretreatment unit is high, the post-treatment can be selected from those considered compatible with such a temperature.
  • the post-treatment may include additional filtration which is thus implemented only temporarily.
  • the post-treatment may include desiccation of the air, for example to prevent the development of mites.
  • the applied post-treatment can be adapted automatically over time, in particular in real time, according to the composition of the air delivered by the centralized pre-treatment unit, so as to take account of a variation in the characteristics of the the air delivered to the post-treatment unit.
  • the system may comprise a control device for acting, in particular automatically, according to at least one predefined scenario, on the post-processing applied, depending on at least one parameter related for example to an activity in the building and / or the composition of the indoor air in at least one area of the building and / or the composition of the outside air.
  • the system can comprise several units, including local post-processing units connected to the same centralized pre-treatment unit, and can be controlled in parallel, in particular to deliver air of the same quality, or individually to deliver air whose quality is customized according to the location in the building.
  • the centralized unit can be arranged to create an overpressure in the premises of the building or ship where the post-treated air is delivered.
  • the centralized unit is arranged to not substantially change the air pressure in the premises of the building or ship where the post-treated air is delivered, playing on the amounts of air entering and leaving the building .
  • the air flow treated by the pretreatment unit may be greater than several hundred, or even thousands of m3 / h.
  • the invention further relates, in another aspect, to a building or vessel equipped with an air treatment system according to the invention, as defined above.
  • the subject of the invention is also a method for treating the air of a building or a ship, in particular by means of a system as defined above, comprising the steps of: - Pretreat the air using at least one centralized air pre-treatment unit, so as to deliver at the outlet of the centralized unit purified air whose composition has predefined characteristics,
  • FIG. 1 represents a first example of a treatment system according to the invention
  • FIG. 2 represents a second example of a treatment system according to the invention.
  • FIG. 3 schematically shows an example of local post-processing unit.
  • FIG. 1 shows schematically an exemplary embodiment of an air treatment system 10 according to the invention, comprising a centralized air pre-treatment unit 11 and at least one post-processing unit 12. the air delivered by the unit 11 upstream.
  • the system 10 equips for example a building of collective dwellings, offices and / or shops. Depending on the size of the building, it comprises one or more centralized units, which operate independently or not, being for example each specific to a part of the building.
  • the system 10 comprises a computer control device 13 which manages its operation, this device 13 comprising for example a specialized automaton or a microcomputer and allowing for example to control in real time the quality of the indoor air.
  • this device 13 comprising for example a specialized automaton or a microcomputer and allowing for example to control in real time the quality of the indoor air.
  • the pretreatment unit 11 withdraws the outside air at one or more sampling points 14.
  • the quality of this air can be analyzed using one or more sensors 15, sensitive for example to certain pollutants such as nitrogen dioxide, carbon monoxide carbon, VOCs, fine particles, CO2, among others, and / or to certain compounds that come into its composition, such as dioxygen or dinitrogen.
  • pollutants such as nitrogen dioxide, carbon monoxide carbon, VOCs, fine particles, CO2, among others, and / or to certain compounds that come into its composition, such as dioxygen or dinitrogen.
  • the incoming air undergoes in the unit 11 a set of operations of depollution, in particular of trapping, absorption, adsorption and / or of chemical transformation, among which one can quote an electrostatic precipitation of the particles, a photo-catalysis of pollutants on a substrate such as nanoparticles of titanium dioxide, exposed to UV radiation, washing of the air in a tower by a flow of a solution containing one or more compounds such as potassium hydroxide for example, and mechanical filtration by one or more filters of increasing filtration capacity, for example up to HEP A filtration, from El0 to Ul7 according to the NFEN 1822: 2009 standard.
  • depollution in particular of trapping, absorption, adsorption and / or of chemical transformation, among which one can quote an electrostatic precipitation of the particles, a photo-catalysis of pollutants on a substrate such as nanoparticles of titanium dioxide, exposed to UV radiation, washing of the air in a tower by a flow of a solution containing one or more compounds such as potassium hydro
  • the intensity of the depollution can be controlled by the control device 13 from the measurements made by the external air quality sensors 15 and downstream of the unit 11.
  • the pretreatment by the unit 11 may or may not modify the chemical composition of the gaseous fraction of the air that is treated.
  • the pretreatment may involve only trapping the particles of air, without modifying the gaseous composition of the air.
  • the pretreatment comprises a treatment that modifies the gaseous composition of the air, for example by adsorbing certain volatile pollutants on activated carbons.
  • the quality of the air released at the outlet of the unit 11 may be analyzed by one or more sensors 16, for example to verify the proper operation of the unit 11 and adapt in real time certain filtration parameters based eg variations in the quality of the incoming air.
  • the air can undergo, especially upstream or downstream of the unit 11, a heat treatment to cool, desiccate, warm and / or humidify.
  • the air is also post-processed in a unit 12 to modify its composition and to obtain an air of predefined quality, chosen to contribute to the well-being of the occupants of the building.
  • This post-treatment may or may not include additional depollution treatment.
  • the post-treatment may comprise introducing a compound that is not present in the air delivered by the pretreatment unit 11, for example iodine, or enriching the content of a compound already present in the product delivered by the pretreatment unit 11, for example oxygen, or removing a compound such as water vapor, to dry the air.
  • this introduction can be done at extremely low doses, to obtain concentrations comparable to those that can naturally occur in certain parts of the planet.
  • the same post-treated air can be delivered to several areas of the building through a network of respective ducts, for example metal or plastic ducts.
  • One or more sensors 19 may be arranged in the building, if necessary, to analyze the air constituting the interior environment thereof and inform the control device 13, for example to act on the ventilation power premises when an indoor pollutant is detected.
  • the system 10 may comprise an interface 20 comprising a means of selecting the quality of the air delivered by the post-processing unit 12.
  • the post-treatment applied according to the wishes of the occupants of the building and / or the atmospheric conditions and / or other parameters, such as for example the activity within the building, according to scenarios. predetermined. For example, it is possible to vary the level of dioxygen injected at night for residential dwellings, the scent of the air during the day.
  • the post-treatment applied may be temporary, so as to avoid unnecessarily diffusing an odorous compound in view of the rapid saturation of the olfactory receptors.
  • the post-treatment is permanently applied.
  • the system 10 comprises a centralized unit 11 of pre-treatment of the air to clean up, and several local units of post-processing 12 to give it a specific quality in the area of the building served by the respective local unit.
  • These post-processing units 12 are connected to the centralized unit 11 by respective ducts, which may comprise common portions and branches.
  • each dwelling can for example choose a quality of air.
  • the occupants of a dwelling may decide by setting the corresponding local unit 12 to dry air in their absence to prevent the development of mites, due to allergies. Others may decide by regulating the local unit 12 differently to enrich the air with oxygen during an event where many people are present. Others can still try to fight against jet lag by delivering a more stimulating air, enriched with iodine.
  • selection means 25 may be arranged in each of these zones to allow selection of one of several air quality.
  • the selection of the quality of the air delivered by the post-processing units 12 is centralized.
  • the post-treatment aims at modifying the composition of the air to be close to a predefined composition known for its effects on the well-being of the people who breathe it.
  • an air composition known to be invigorating for example an Alpine or marine air, or enriched in certain compounds known to have a beneficial effect on humans.
  • the post-treatment can thus involve one or more injectors 27 of one or more compounds used in the composition of the air, such as oxygen for example, or present in certain atmospheres, for example marine, such as iodinated compounds. .
  • the post-treatment can be done for example using a tank of a gas such as oxygen, and a valve system to adjust its injection into the air flow through a unit of post-treatment. 12, or a cassette system 30 as illustrated very schematically in FIG.
  • Such a system comprises a housing 31 in which is received a removable cassette 30 for diffusing into the air passing through one or more substances impregnating for example a porous substrate.
  • a bypass 34 makes it possible to regulate the quantity of air passing through the cassette and the modification of the air which results therefrom.
  • the substrate comprises, for example, an iodized compound which can be released in very small amounts into the air as it circulates through the cassette.
  • the control device 13 may, if necessary, drive in parallel the post-processing units 12 to obtain predefined air qualities in each of the respective areas of the building served by these post-processing units.
  • the pretreatment unit 11 delivers air whose quality is precisely known simplifies the post-treatment, because knowing the quality of the air that feeds the post-treatment unit 12, we can easily know the quality air leaving the post-processing unit.
  • additional sensors may be omitted at the outlet of the post-treatment unit 12 to regulate the quality of air delivered into the building.
  • the invention thus provides a system for filtering the air and to remove and create a desired chemical composition on the points through which the air is distributed in the building, according to the desired scenarios.
  • the invention is not limited to the example just described.
  • it can apply to a cruise ship.

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  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
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Abstract

Système (10) de traitement de l'air pour un bâtiment ou navire, comportant: - Au moins une unité centralisée (11) de traitement de l'air, agencée pour délivrer un air purifié dont la composition présente des caractéristiques prédéfinies, - au moins une unité de post-traitement (12), alimentée en air prétraité délivré par l'unité centralisée (11) et adaptée à appliquer un post-traitement autre qu'un seul traitement thermique ou d'humidification, visant à modifier la composition de cet air de façon à obtenir une qualité d'air prédéfinie.

Description

SYSTEME DE TRAITEMENT DE L’AIR POUR UN BATIMENT OU
NAVIRE
La présente invention concerne les systèmes et procédés de traitement de l’air pour des bâtiments et navires.
Par « bâtiment » on désigne un immeuble d’habitations, de commerces et/ou de bureaux.
La ventilation des bâtiments peut se faire de diverses façons.
On connaît notamment des systèmes décentralisés où de multiples ouvertures permettent de faire rentrer de l’air via des unités de ventilation forcée.
D’autres installations de ventilation reposent sur des unités centralisées recevant de l’air d’un ou plusieurs points d’aspiration et le redistribuant dans le bâtiment par un réseau de conduits de distribution.
Enfin, certains systèmes reposent sur la convection naturelle, grâce à des ouvertures pilotables qui sont par exemple actionnées en fonction de la température.
Tous ces systèmes connus ne cherchent pas à contrôler précisément la qualité de l’air intérieur.
Le brevet FR 3 002 026 décrit un système de régulation thermique multizone comportant une unité de prétraitement de l’air par dessiccation et une pluralité d’unités de post-traitement de l’air pour le refroidir en l’ humidifiant, afin de fournir à plusieurs zones du bâtiment de l’air à des températures et humidité relatives distinctes. Un tel système ne modifie pas la composition chimique de l’air, si ce n’est sa teneur en vapeur d’eau.
Le brevet US 6 711 470 divulgue un système adaptable à une installation de climatisation d’une enceinte pour surveiller et ajuster la qualité de l’air intérieur. Ce système comporte des capteurs disposés de façon à détecter la présence de contaminants potentiellement dangereux dans l’air intérieur, tels que des composés COV, de l’ozone ou de l’oxyde d’azote, et en cas de détection positive, de pouvoir effectuer une action correctrice, comportant l’introduction d’air neuf prélevé à l’extérieur dans l’enceinte. Des capteurs sont également présents pour s’assurer que l’air extérieur introduit ne comporte pas lui-même certains polluants que l’on cherche à éviter. Un tel système n’est pas prévu pour délivrer un air de composition prédéfinie dans le bâtiment, mais simplement vise à renouveler de façon automatique l’air intérieur lorsque l’on détecte des polluants au sein de celui-ci.
Le brevet US 4 850 264 décrit un système pour maintenir la qualité de l’air dans des conditions prédéfinies à l’intérieur d’un bâtiment. Ce dernier est maintenu sous une légère surpression du fait de l’admission d’air extérieur en une quantité suffisante. Un réseau de capteurs surveille la qualité de l’air au sein du bâtiment, notamment sa température, son humidité et sa teneur en particules et autres polluants. Lorsque la qualité de l’air fluctue hors de limites prédéfinies dans une zone, l’air est renouvelé sélectivement dans cette zone grâce à l’actionnement de clapets appropriés.
Le brevet US 5 042 997 divulgue un système de contrôle de l’environnement intérieur d’un bâtiment visant à éviter à ses occupants de subir des conditions extrêmes de température, humidité, pollution et variations barométriques. Ce système comporte une unité de conditionnement d’air capable de pressuriser l’intérieur du bâtiment, et une unité de purification de l’air, comportant divers filtres pour piéger, adsorber ou absorber les polluants du flux d’air le traversant. L’unité de purification d’air peut notamment comporter des filtres à charbon actif et un système à précipitation électrostatique. Des capteurs vérifient la pureté de l’air délivré. Ce document ne cherche qu’à purifier l’air entrant, sans pour autant chercher à modifier autrement sa composition.
Il existe un besoin pour améliorer encore le confort des personnes occupant des bâtiments, en agissant sur la qualité de l’air à l’intérieur du bâtiment.
L’invention vise à répondre à ce besoin en proposant un système de traitement de l’air pour un bâtiment ou navire, comportant :
Au moins une unité centralisée de traitement de l’air, agencée pour délivrer un air purifié dont la composition présente des caractéristiques prédéfinies,
au moins une unité de post-traitement, alimentée en air prétraité délivré par l’unité centralisée, et adaptée à appliquer un post-traitement autre qu’un seul traitement thermique ou d’humidification, visant à modifier la composition de cet air de façon à obtenir une qualité d’air prédéfinie.
L’invention permet, grâce à la présence d’au moins une unité centralisée de traitement de l’air, de purifier celui-ci de façon poussée à un coût acceptable de par le dimensionnement de celle-ci à l’échelle du bâtiment. Ensuite, l’air ainsi dépollué, qui présente une qualité prédéfinie, est traité de façon à adapter sa qualité finale à ce qui est recherché, à l’aide d’un post-traitement pouvant modifier sa composition.
L’invention exploite le fait que les bâtiments modernes se comportent de plus en plus comme des enceintes étanches vis-à-vis de l’air extérieur, et qu’il devient ainsi plus facile d’agir rapidement et durablement sur la qualité de l’air intérieur, car les fuites d’air intérieur vers l’extérieur sont maîtrisées.
Par « qualité de l’air » il faut comprendre l’ensemble de ses composants, incluant tous les composés gazeux ou particulaires susceptibles de se trouver à l’état dispersé dans l’air qui est inhalé.
Ladite qualité d’air prédéfinie délivrée par le système selon l’invention est par exemple caractéristique de celle que l’on rencontre typiquement dans au moins un lieu sur terre, notamment en montagne ou au bord de la mer. Le fait de fournir une qualité d’air prédéfinie à l’intérieur du bâtiment, et de faire évoluer le cas échéant celle-ci en fonction de scenarii prédéterminés, de préférence en temps réel, notamment de façon automatique, peut permettre d’améliorer la santé, le dynamisme et/ou la productivité des occupants du bâtiment ou navire.
L’unité de post-traitement peut être locale, et de préférence le système comporte alors plusieurs unités de post-traitement locales associées à une même unité centralisée de prétraitement. Ces unités locales sont par exemple chacune dédiées à un logement correspondant ou à une surface de bureaux situés à un même étage du bâtiment.
De préférence, le système comporte un moyen de sélection permettant de modifier le post-traitement appliqué. Ce moyen de sélection est par exemple agencé pour permettre à un utilisateur d’effectuer une sélection entre au moins deux qualités d’air susceptibles d’être délivrées. Par exemple, l’utilisateur peut activer ou non le post traitement. L’utilisateur peut encore régler l’intensité du post-traitement, ou choisir entre deux post-traitements différents.
Le moyen de sélection peut être situé localement, c’est-à-dire dans l’enceinte où l’air post-traité est délivré, et l’unité de post-traitement associée peut être commandée par ce moyen de sélection local. En variante, le pilotage du ou des unités de post traitement est centralisé, depuis le bâtiment ou un site extérieur au bâtiment. Les au moins deux qualités d’air sélectionnables précitées différent entre elles par exemple par la teneur en au moins un composé injecté par l’unité de post-traitement. Ce composé est par exemple choisi parmi des composés non odorants, notamment l’oxygène, ou des composés odorants, en une teneur détectable ou non par un nez humain. Il est par exemple choisi parmi les composés iodés ou les matières biologiques, notamment les micro- organismes. Le post-traitement peut encore comporter la génération d’ions négatifs.
Ainsi, l’air peut être post-traité par exemple par ajout de dioxygène dans certaines conditions, par exemple en fonction de l’activité des occupants de l’immeuble ou de la détection de certains polluants dans l’air intérieur, par exemple du dioxyde de carbone, de façon à compenser l’effet néfaste potentiel de ces polluants.
Le post traitement peut encore comporter l’ajout en une quantité variable d’ions négatifs, en fonction par exemple des conditions météorologiques extérieures ; ainsi, en cas de fortes pluies après un orage, l’air est généralement naturellement riche en ions négatifs et l’introduction par le post-traitement d’ions négatifs additionnels est inutile. Par contre, en cas de temps chaud et orageux, l’adjonction d’ions négatifs peut contribuer à améliorer le confort des occupants.
Dans certains cas, on peut donner à l’air une senteur particulière, connue pour être stimulante, par exemple rappeler l’air marin, iodé.
L’unité de post-traitement peut comporter un logement de réception d’une cassette de post-traitement, à travers laquelle l’air provenant de l’unité centralisée est dirigé.
Cette cassette peut comporter un filtre de pouvoir de filtration supérieur à celui de l’unité centralisée et/ou renfermer au moins un composé volatile qui diffuse dans l’air traversant la cassette. Le cas échéant, l’unité de post-traitement comporte un organe de réglage qui permet de sélectionner la fraction de l’air entrant dans l’unité de post-traitement qui est dirigée vers la cassette.
Le post-traitement appliqué ou applicable peut dépendre de la température et/ou de la composition de l’air sortant de l’unité de prétraitement.
Par exemple, si cet air est humide du fait de l’humidité de l’air extérieur, le post traitement appliqué évitera d’apporter encore de l’humidité à l’air et sera limité à un post traitement compatible avec un taux d’humidité élevé. Si la température de l’air délivré par l’unité de prétraitement est élevée, le post-traitement peut être sélectionné parmi ceux considérés comme compatibles avec une telle température. En cas d’air fortement pollué par des polluants saisonniers, des pollens par exemple, ou des particules fines ou oxydes d’azote en cas d’épisode de pollution lié à une absence de vent, le post-traitement peut comporter une filtration additionnelle qui n’est ainsi mise en œuvre que temporairement. Le post traitement peut comporter une dessiccation de l’air, de façon par exemple à empêcher le développement d’acariens.
Le post-traitement appliqué peut être adapté automatiquement au cours du temps, notamment en temps réel, en fonction de la composition de l’air délivré par l’unité centralisée de prétraitement, de manière à tenir compte d’une variation dans les caractéristiques de l’air délivré à l’unité de post-traitement.
Le système peut comporter un dispositif de contrôle pour agir, notamment de façon automatique, selon au moins un scénario prédéfini, sur le post-traitement appliqué, en fonction d’au moins un paramètre lié par exemple à une activité dans le bâtiment et/ou à la composition de l’air intérieur dans au moins une zone du bâtiment et/ou de la composition de l’air extérieur.
Le système peut comporter plusieurs unités, notamment locales, de post traitement reliées à une même unité centralisée de prétraitement, et pouvant être commandées en parallèle, notamment pour délivrer un air de même qualité, ou de façon individuelle pour délivrer des airs dont la qualité est personnalisée en fonction de l’emplacement dans le bâtiment.
L’unité centralisée peut être agencée pour créer une surpression dans les locaux du bâtiment ou navire où l’air post-traité est délivré. En variante, l’unité centralisée est agencée pour ne pas modifier sensiblement la pression de l’air dans les locaux du bâtiment ou navire où l’air post-traité est délivré, en jouant sur les quantités d’air entrant et sortant du bâtiment.
Le débit d’air traité par l’unité de prétraitement peut être supérieur à plusieurs centaines, voire milliers de m3/h.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un bâtiment ou navire équipé d’un système de traitement de l’air selon l’invention, tel que défini ci-dessus.
L’invention a encore pour objet un procédé de traitement de l’air d’un bâtiment ou d’un navire, notamment à l’aide d’un système tel que défini ci-dessus, comportant les étapes consistant à : - Prétraiter l’air à l’aide d’au moins une unité centralisée de prétraitement de l’air, de manière à délivrer en sortie de l’unité centralisée un air purifié dont la composition présente des caractéristiques prédéfinies,
post-traiter l’air délivré par ladite unité centralisée à l’aide d’au moins une unité de post-traitement, le post-traitement appliqué étant autre qu’un seul traitement thermique et/ou d’humidification et permettant de modifier la composition de cet air d’une façon prédéfinie.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d’exemples non limitatifs de mise en œuvre de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :
- la figure 1 représente un premier exemple de système de traitement selon l’invention,
- la figure 2 représente un deuxième exemple de système de traitement selon l’invention, et
- la figure 3 représente de façon schématique un exemple d’unité locale de post traitement.
On a représenté schématiquement à la figure 1 un exemple de réalisation d’un système 10 de traitement de l’air selon l’invention, comportant une unité centralisée 11 de prétraitement de l’air et au moins une unité 12 de post-traitement de l’air délivré par l’unité 11 en amont.
Le système 10 équipe par exemple un immeuble d’habitations collectives, de bureaux et/ou de commerces. En fonction de la taille du bâtiment, celui-ci comporte une ou plusieurs unités centralisées, qui opèrent indépendamment ou non, étant par exemple chacune spécifique à une partie du bâtiment.
Le système 10 comporte un dispositif de contrôle informatique 13 qui gère son fonctionnement, ce dispositif 13 comportant par exemple un automate spécialisé ou un micro -ordinateur et permettant par exemple de contrôler en temps réel la qualité de l’air intérieur.
L’unité de prétraitement 11 prélève l’air extérieur en un ou plusieurs points de prélèvement 14.
La qualité de cet air peut être analysée à l’aide d’un ou plusieurs capteurs 15, sensibles par exemple à certains polluants tels que le dioxyde d’azote, le monoxyde de carbone, les COV, les particules fines, le C02, entre autres, et/ou à certains composés qui entrent dans sa composition, tels que le dioxygène ou le diazote.
L’air entrant subit dans l’unité 11 un ensemble d’opérations de dépollution, notamment de piégeage, absorption, adsorption et/ou de transformation chimique, parmi lesquelles on peut citer une précipitation électrostatique des particules, une photo-catalyse de polluants sur un substrat tel que des nanoparticules de dioxyde de titane, exposé à un rayonnement UV, un lavage de l’air dans une tour par un flux d’une solution contentant un ou plusieurs composés tels que de la potasse par exemple, et une filtration mécanique par un ou plusieurs filtres de pouvoir de filtration croissant, par exemple allant jusqu’à de la filtration HEP A, de El0 à Ul7 selon la norme NFEN 1822 :2009.
L’intensité de la dépollution peut être pilotée par le dispositif de contrôle 13 à partir des mesures effectuées par les capteurs 15 de qualité de l’air extérieur ainsi qu’en aval de l’unité 1 1.
Le prétraitement par l’unité 11 peut ou non modifier la composition chimique de la fraction gazeuse de l’air qui est traité. Par exemple, le prétraitement peut ne comporter qu’un piégeage des particules de l’air, sans modifier la composition gazeuse de l’air. En variante, le prétraitement comporte un traitement qui modifie la composition gazeuse de l’air, par exemple en adsorbant certains polluants volatiles sur des charbons actifs.
La qualité de l’air dépollué en sortie de l’unité 11 peut être analysée par un ou plusieurs capteurs 16, afin par exemple de vérifier le bon fonctionnement de l’unité 11 et adapter en temps réel certains paramètres de filtration en fonction par exemple des variations de la qualité de l’air entrant.
L’air peut subir, notamment en amont ou en aval de l’unité 11, un traitement thermique visant à le refroidir, le dessiquer, le réchauffer et/ou l’humidifier.
L’air subit également un post traitement dans une unité 12 pour modifier sa composition et obtenir un air de qualité prédéfinie, choisie pour contribuer au bien-être des occupants du bâtiment. Ce post-traitement peut comporter ou non un traitement de dépollution additionnel. Le post-traitement peut comporter l’introduction d’un composé non présent dans l’air délivré par l’unité de prétraitement 11 , par exemple d’iode, ou enrichir la teneur en un composé déjà présent dans l’ait délivré par l’unité de prétraitement 11, par exemple le dioxygène, ou enlever un composé tel que de la vapeur d’eau, pour assécher l’air. Lors de l’introduction d’un composé non présent dans l’air extérieur, cette introduction peut se faire à des doses extrêmement faibles, pour obtenir des concentrations comparables à celles que l’on peut naturellement rencontrer en certains lieux de la planète.
Le même air post traité peut être délivré à plusieurs zones du bâtiment par un réseau de conduits respectifs, par exemple des gaines métalliques ou en matière plastique.
Un ou plusieurs capteurs 19 peuvent être disposés dans le bâtiment, le cas échéant, pour analyser l’air constituant l’environnement intérieur de celui-ci et en informer le dispositif de contrôle 13, afin par exemple d’agir sur la puissance de ventilation des locaux lorsqu’un polluant intérieur est détecté.
Le système 10 peut comporter une interface 20 comportant un moyen de sélection de la qualité de l’air délivré par l’unité de post-traitement 12.
Par exemple, il est possible de modifier le post-traitement appliqué en fonction des desiderata des occupants du bâtiment et/ou des conditions atmosphériques et/ou d’autres paramètres, tels que par exemple l’activité au sein du bâtiment, selon des scenarii prédéterminés. On peut par exemple faire varier le taux de dioxygène injecté la nuit pour des logements d’habitation, on la senteur de l’air au cours de la journée.
Le post-traitement appliqué peut être temporaire, de façon à éviter de diffuser inutilement un composé odorant compte-tenu de la saturation rapide des récepteurs olfactifs. En variante, le post-traitement est appliqué de façon permanente.
Dans la variante de la figure 2, le système 10 comporte une unité centralisée 11 de prétraitement de l’air pour le dépolluer, et plusieurs unités locales de post-traitement 12 pour lui conférer une qualité spécifique dans la zone du bâtiment desservie par l’unité locale respective. Ces unités de post-traitement 12 sont reliées à l’unité centralisée 11 par des conduits respectifs, lesquels peuvent comporter des portions communes et des ramifications.
Dans ce cas, il est possible d’avoir des qualités d’air différentes dans plusieurs zones distinctes du bâtiment. Chaque logement peut par exemple choisir une qualité d’air. Par exemple, les occupants d’un logement peuvent décider en réglant l’unité locale 12 correspondante d’assécher l’air en leur absence pour éviter le développement des acariens, en raison d’allergies. D’autres peuvent décider en réglant différemment l’unité locale 12 d’enrichir l’air en oxygène lors d’un évènement où de nombreuses personnes sont présentes. D’autres peuvent encore essayer de lutter contre le décalage horaire en délivrant un air plus stimulant, enrichi en iode. Le cas échéant, des moyens de sélection 25 peuvent être disposés dans chacune de ces zones pour permettre de sélectionner une qualité d’air parmi plusieurs. En variante, la sélection de la qualité de l’air délivrée par les unités de post-traitement 12 est centralisée.
D’une façon générale, aussi bien pour l’exemple de la figure 1 que celui de la figure 2, le post- traitement vise à modifier la composition de l’air pour se rapprocher d’une composition prédéfinie connue pour ses effets sur le bien-être des personnes qui le respirent.
Par exemple, il peut s’agir de se rapprocher d’une composition d’air connue pour être vivifiante, par exemple un air alpin ou marin, ou enrichie en certains composés connus pour exercer une action bénéfique sur l’homme.
Le post-traitement peut ainsi faire intervenir un ou plusieurs injecteurs 27 d’un ou plusieurs composés entrant dans la composition de l’air, tel que du dioxygène par exemple, ou présent dans certaines ambiances, marine par exemple, tels que des composés iodés.
Le post-traitement peut se faire par exemple à l’aide d’un réservoir d’un gaz tel que le dioxygène, et d’un système de vannes permettant de régler son injection dans le flux d’air traversant une unité de post-traitement 12, ou d’un système à cassette 30 tel qu’illustré très schématiquement à la figure 3.
Un tel système comporte un boîtier 31 dans lequel est reçue une cassette amovible 30 permettant de faire diffuser dans l’air qui le traverse une ou plusieurs substances imprégnant par exemple un substrat poreux. Le cas échéant, un bypass 34 permet de régler la quantité d’air passant dans la cassette et la modification de l’air qui en résulte. Le substrat comporte par exemple un composé iodé qui peut être libéré en de très faibles quantités dans l’air quand celui-ci circule à travers la cassette.
Le dispositif de contrôle 13 peut, le cas échéant, piloter en parallèle les unités de post-traitement 12 pour obtenir des qualités d’air prédéfinies dans chacune des zones respectives du bâtiment desservies par ces unités de post-traitement.
Le fait que l’unité de prétraitement 11 délivre un air dont la qualité est connue de façon précise simplifie le post-traitement, car connaissant la qualité de l’air qui alimente l’unité de post traitement 12, on peut facilement connaître la qualité de l’air en sortie de l’unité de post-traitement. On peut ainsi s’affranchir, si on le souhaite, de capteurs additionnels en sortie de l’unité de post-traitement 12 pour régler la qualité d’air délivrée dans le bâtiment. L’invention permet ainsi de disposer d’un système permettant de filtrer l’air et de le dépolluer et de créer une composition chimique désirée sur les points par lesquels l’air est distribué dans le bâtiment, selon les scenarii désirés.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à l’exemple qui vient d’être décrit. Par exemple, elle peut s’appliquer à un navire de croisière.
On peut encore associer à la distribution d’une qualité d’air prédéfinie une température d’éclairage particulière.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système (10) de traitement de l’air pour un bâtiment ou navire, comportant :
- Au moins une unité centralisée (11) de prétraitement de l’air, agencée pour délivrer un air purifié dont la composition présente des caractéristiques prédéfinies,
- plusieurs unités de post-traitement (12), notamment locales, alimentées en air prétraité délivré par l’unité centralisée (11) et adaptées à appliquer un post-traitement autre qu’un seul traitement thermique ou d’humidification, visant à modifier la composition de cet air de façon à obtenir une qualité d’air prédéfinie,
- lesdites unités de post-traitement (12) étant reliées à la même unité centralisée (11) de prétraitement, et pouvant être commandées en parallèle, notamment pour délivrer un air de même qualité, ou de façon individuelle pour délivrer des airs dont la qualité est personnalisée en fonction de l’emplacement dans le bâtiment.
2. Système selon la revendication 1, ladite qualité d’air prédéfinie étant caractéristique de celle que l’on rencontre typiquement dans au moins un lieu sur terre, notamment en montagne ou au bord de la mer.
3. Système selon l’une des revendications 1 et 2, l’unité de post-traitement (12) étant locale, notamment dédiée à un logement correspondant ou à une surface de bureaux situés à un même étage du bâtiment.
4. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comportant un moyen de sélection permettant de modifier le post-traitement appliqué.
5. Système selon la revendication 4, le moyen de sélection étant agencé pour permettre à un utilisateur d’effectuer une sélection entre au moins deux qualités d’air.
6. Système selon la revendication 5, le moyen de sélection (25) étant situé localement dans l’enceinte où l’air post-traité est délivré et l’unité de post-traitement associée étant commandée par le moyen de sélection local.
7. Système selon l’une quelconque des revendications 4 à 6, deux qualités d’air sélectionnables différant entre elles par la teneur en au moins un composé injecté par l’unité de post-traitement.
8. Système selon la revendication précédente, ledit au moins un composé étant choisi parmi des composés non odorants, notamment l’oxygène.
9. Système selon l’une des revendications 7et 8, ledit au moins un composé étant choisi parmi les composés odorants, en une teneur détectable ou non par un nez humain.
10. Système selon la revendication 9, ledit au moins un composé étant choisi parmi les composés iodés.
11. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, le post traitement comportant la génération d’ions négatifs.
12. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’unité de post-traitement (12) comportant un logement de réception d’une cassette (31) de post traitement, à travers laquelle l’air provenant de l’unité centralisée est dirigé.
13. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, le post traitement appliqué étant adapté automatiquement au cours du temps de manière à tenir compte d’une variation dans les caractéristiques de l’air délivré à l’unité de post-traitement.
14. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’unité centralisée (11) prélevant l’air extérieur en un ou plusieurs points de prélèvement (14).
15. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’unité centralisée (11) étant agencée pour créer une surpression dans les locaux du bâtiment ou navire où l’air post-traité est délivré.
16. Bâtiment ou navire équipé d’un système de traitement de l’air selon l’une quelconque des revendications précédentes.
17. Procédé de traitement de l’air d’un bâtiment ou d’un navire, notamment à l’aide d’un système tel que défini dans l’une quelconque des revendications 1 à 15, comportant les étapes consistant à :
- Prétraiter l’air à l’aide d’au moins une unité centralisée (11) de prétraitement de l’air, de manière à délivrer en sortie de l’unité centralisée un air purifié dont la composition présente des caractéristiques prédéfinies,
- post-traiter l’air délivré par ladite unité centralisée (11) à l’aide de plusieurs unités de post-traitement (12), notamment locales, le post-traitement appliqué étant autre qu’un seul traitement thermique ou d’humidification et permettant de modifier la composition de cet air d’une façon prédéfinie, lesdites unités de post-traitement (12) étant reliées à la même unité centralisée (11) de prétraitement, et pouvant être commandées en parallèle, notamment pour délivrer un air de même qualité, ou de façon individuelle pour délivrer des airs dont la qualité est personnalisée en fonction de l’emplacement dans le bâtiment.
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