I () Générateur d'air à température contrôlée notamment pour bâtimentI () Temperature-controlled air generator, particularly for buildings
d'élevage ou industriel La présente invention concerne un générateur d'air à température contrôlée, notamment pour bâtiments d'élevage20 ou industriel, ce générateur étant constitué d'un caisson logeant au moins un brûleur et au moins un ventilateur de The present invention relates to a temperature-controlled air generator, in particular for livestock or industrial buildings, this generator consisting of a box housing at least one burner and at least one fan.
dilution pour propulser dans un local, à température voulue, l'air circulant dans ledit caisson. dilution to propel into a room, at the desired temperature, the air circulating in said box.
Les générateurs d'air chaud utilisés pour le réchauffage de l'air, notamment dans les bâtiments d'élevage, présentent encore un certain nombre d'inconvénients. Ces générateurs sont aujourd'hui exclusivement utilisés comme dispositif de chauffage. Ils comportent généralement une seule source30 d'approvisionnement en air constituée soit par de l'air extérieur ou air frais, soit par de l'air du local ou air recyclé. Dans ce second cas, l'utilisation de l'air du local permet une réduction de la consommation d'énergie, en particulier en hiver, car il est moins onéreux de chauffer35 un air proche de la température ambiante qu'un air extérieur dont la température est fonction des conditions climatiques. Toutefois, du fait que l'air utilisé est l'air du local, le générateur est généralement placé à 2 l'intérieur du bâtiment. Il en résulte des risques d'incendie. Par ailleurs, la composition de cet air nécessite de disposer en parallèle d'une installation de ventilation importante. Enfin, les brûleurs utilisés dans5 ce type de générateur sont généralement des brûleurs atmosphériques dont la plage de puissance est réduite. Le The hot air generators used for heating the air, in particular in livestock buildings, still have a certain number of drawbacks. These generators are today exclusively used as a heating device. They generally have a single air supply source 30 constituted either by outside air or fresh air, or by local air or recycled air. In this second case, the use of local air allows a reduction in energy consumption, in particular in winter, since it is less expensive to heat an air close to ambient temperature than an outside air whose temperature is a function of climatic conditions. However, since the air used is the air in the room, the generator is generally placed inside the building. This results in fire risks. Furthermore, the composition of this air requires having a large ventilation installation in parallel. Finally, the burners used in this type of generator are generally atmospheric burners whose power range is reduced. The
fonctionnement du générateur est dans ce cas discontinu et est constitué d'une succession d'arrêts et de mises en marche nécessitant une surveillance accrue et augmentant la10 consommation en énergie. generator operation in this case is discontinuous and consists of a succession of stops and starts requiring increased monitoring and increasing energy consumption.
Dans le cas o l'air d'approvisionnement du générateur est constitué par l'air extérieur, on constate une combustion de meilleure qualité avec la production, en sortie de15 générateur, d'un air chaud moins chargé en oxydes de carbone et d'azote. Toutefois, dans ce cas, la consommation In the case where the generator supply air is constituted by the outside air, there is a better quality combustion with the production, at the generator outlet, of hot air less loaded with carbon oxides and nitrogen. However, in this case, consumption
en énergie est importante et des problèmes d'hygrométrie peuvent se poser en particulier en hiver o l'air est plus sec. A l'inverse, ce générateur peut, dans certaines20 conditions, répondre partiellement aux exigences de ventilation. energy is important and humidity problems can arise especially in winter when the air is drier. Conversely, this generator can, under certain conditions, partially meet the ventilation requirements.
Un but de la présente invention est de proposer un générateur d'air à température contrôlée dont la conception25 permet une consommation en énergie réduite tout en autorisant une utilisation de ce générateur à la fois comme An object of the present invention is to provide a temperature-controlled air generator whose design25 allows reduced energy consumption while allowing use of this generator both as a
dispositif de chauffage et de ventilation. heating and ventilation device.
Un autre but de la présente invention est de proposer un générateur d'air à température contrôlée dont la conception permet de respecter au mieux les consignes de chauffage et Another object of the present invention is to provide a temperature-controlled air generator whose design makes it possible to comply as best as possible with the heating instructions and
de ventilation du local.ventilation of the room.
A cet effet, l'invention a pour objet un générateur d'air à température contrôlée, notamment pour bâtiment d'élevage ou industriel, ce générateur étant constitué d'un caisson logeant au moins un brûleur et au moins un ventilateur de dilution pour propulser dans un local, à température 3 voulue, l'air circulant dans ledit caisson, caractérisé en ce que le générateur comporte d'une part au moins deux sources d'alimentation en air, l'une d'air recyclé puisé dans le local à chauffer, l'autre d'air frais provenant de5 l'extérieur du local, d'autre part un mitigeur aéraulique pilotable pour obtenir dans le caisson un flux d'air frais, To this end, the subject of the invention is a temperature-controlled air generator, in particular for livestock or industrial buildings, this generator consisting of a box housing at least one burner and at least one dilution fan for propelling in a room, at the desired temperature 3, the air circulating in said box, characterized in that the generator comprises on the one hand at least two sources of air supply, one of recycled air drawn from the room to heating, the other with fresh air coming from outside the room, on the other hand a controllable aeraulic mixer to obtain in the box a flow of fresh air,
ou un flux d'air recyclé, ou un mélange d'air frais et d'air recyclé en fonction des variations de conditions climatiques et/ou des besoins en ventilation des occupants10 du local. or a flow of recycled air, or a mixture of fresh air and recycled air depending on variations in climatic conditions and / or the ventilation needs of the occupants10 of the premises.
Grâce à la conception de ce générateur d'air et en Thanks to the design of this air generator and
particulier grâce à la présence du mitigeur aéraulique, il est possible simultanément de chauffer le local tout en15 adaptant le chauffage aux besoins de ventilation du local sans nuire à la consommation d'énergie. particularly thanks to the presence of the ventilation mixer, it is possible simultaneously to heat the room while adapting the heating to the ventilation needs of the room without affecting energy consumption.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la The invention will be clearly understood on reading the
description suivante d'exemples de réalisation, en20 référence aux dessins annexés dans lesquels: Following description of exemplary embodiments, with reference to the appended drawings in which:
la figure 1 représente une vue schématique d'un générateur conforme à l'invention, le caisson ayant été représenté avec une paroi transparente; la figure 2 représente une vue schématique d'une autre forme de réalisation d'un générateur d'air conforme à l'invention; la figure 3 représente une vue de détail de la conception du mitigeur aéraulique et la figure 4 représente une vue schématique d'un autre mode de réalisation de l'invention, la paroi arrière Figure 1 shows a schematic view of a generator according to the invention, the box having been shown with a transparent wall; Figure 2 shows a schematic view of another embodiment of an air generator according to the invention; FIG. 3 represents a detailed view of the design of the aeraulic mixing valve and FIG. 4 represents a schematic view of another embodiment of the invention, the rear wall
du caisson ayant été enlevée.of the casing having been removed.
Le générateur d'air à température contrôlée, représenté sous la référence générale 1, objet de l'invention, est 4 plus particulièrement destiné à être utilisé dans le cadre The temperature-controlled air generator, represented under the general reference 1, which is the subject of the invention, is more particularly intended to be used in the context
de bâtiments d'élevage ou de bâtiments industriels. livestock buildings or industrial buildings.
Ce générateur d'air peut être placé indifféremment à l'extérieur ou à l'intérieur du local à chauffer. Ce générateur 1 est constitué, de manière en soi connue, d'un caisson 2, généralement métallique, logeant au moins un brûleur 3 à gaz et au moins un ventilateur 4 de10 dilution. Ce ventilateur 4 de dilution, disposé en amont ou en aval du brûleur 3, est destiné à propulser, par This air generator can be placed either outside or inside the room to be heated. This generator 1 consists, in a manner known per se, of a box 2, generally metallic, housing at least one gas burner 3 and at least one dilution fan 4. This dilution fan 4, arranged upstream or downstream of the burner 3, is intended to propel, by
aspiration ou par soufflage, l'air circulant dans ledit caisson dans un local à une température voulue. Pour ce faire, le caisson 2 est équipé d'une sortie d'air chaud15 représentée en 9 aux figures. suction or blowing, the air circulating in said box in a room at a desired temperature. To do this, the box 2 is equipped with a hot air outlet 15 shown at 9 in the figures.
Pour permettre un fonctionnement du ventilateur de dilution, le générateur d'air comporte de manière classique au moins une entrée d'air. Il est à noter que le débit du20 ventilateur de dilution, généralement constant, est choisi en fonction du volume du local à chauffer pour permettre un To allow the dilution fan to operate, the air generator conventionally comprises at least one air inlet. It should be noted that the flow rate of the dilution fan, generally constant, is chosen according to the volume of the room to be heated to allow
chauffage de l'ensemble du volume du local. heating of the entire room volume.
De manière caractéristique à l'invention, le générateur 1 comporte au moins deux sources d'alimentation en air, l'une, représentée en 5 aux figures, d'air recyclé puisé Characteristically according to the invention, the generator 1 comprises at least two air supply sources, one, represented at 5 in the figures, of pulsed recycled air
dans le local à chauffer, l'autre, représentée en 6 aux figures, d'air frais provenant de l'extérieur du local. in the room to be heated, the other, shown in 6 in the figures, fresh air coming from outside the room.
Ce générateur 1 comporte encore un mitigeur 7 ou 8A, 8B aéraulique pilotable pour obtenir dans le caisson 2 un flux d'air frais ou un flux d'air recyclé ou un mélange d'air frais et d'air recyclé en fonction des variations de conditions climatiques et/ou des besoins en ventilation des35 occupants du local. Ainsi, grâce à un tel générateur, il est possible d'obtenir de 0 à 100 % de flux d'air frais ou de 0 à 100 % de flux d'air recyclé ou un mélange d'air frais et d'air recyclé dans des proportions quelconques déterminées par l'opérateur en fonction de paramètres This generator 1 also includes a mixer 7 or 8A, 8B controllable aeraulic to obtain in the box 2 a flow of fresh air or a flow of recycled air or a mixture of fresh air and recycled air according to variations in climatic conditions and / or ventilation needs of the 35 occupants of the premises. Thus, thanks to such a generator, it is possible to obtain from 0 to 100% of fresh air flow or from 0 to 100% of recycled air flow or a mixture of fresh air and recycled air in any proportions determined by the operator as a function of parameters
choisis par ce dernier, notamment en fonction des conditions climatiques et/ou des besoins en ventilation des occupants du local. chosen by the latter, in particular according to the climatic conditions and / or the ventilation needs of the occupants of the premises.
Le mitigeur aéraulique peut affecter un grand nombre de formes. Dans les exemples représentés aux figures 1 à 3, ce mitigeur est constitué d'un volet 7 mobile disposé au confluent des veines d'approvisionnement en air recyclé et10 en air frais pour réguler le débit desdites sources 5, 6 d'approvisionnement en air. Ce volet peut être déplacé The aeraulic mixing valve can affect a large number of forms. In the examples shown in Figures 1 to 3, this mixer consists of a movable flap 7 disposed at the confluence of the supply streams of recycled air and 10 fresh air to regulate the flow of said sources 5, 6 of air supply. This pane can be moved
manuellement au moyen d'une tirette 10 permettant un pivotement du volet autour d'un axe 11 de rotation, comme le montre la figure 3, ou bien être motorisé par15 l'intermédiaire d'un servomoteur piloté par un automate. manually by means of a pull tab 10 allowing the flap to pivot about an axis 11 of rotation, as shown in FIG. 3, or else be motorized by means of a servomotor controlled by an automaton.
Ce mitigeur peut encore être constitué, comme l'illustre la figure 4, d'au moins deux ventilateurs 8A, 8B de dilution à débit modulable. Ces deux ventilateurs sont choisis de20 telle sorte que le débit correspondant à la somme des débits de chaque ventilateur est égal au débit nécessaire pour renouveler l'ensemble du volume d'air contenu dans le local. L'un des ventilateurs, représenté en 8A aux figures, propulse l'air recyclé dans ledit caisson 2 tandis que25 l'autre ventilateur, représenté en 8B, propulse l'air frais dans ledit caisson 2. A nouveau, un actionnement sélectif This mixer can also be constituted, as illustrated in FIG. 4, by at least two fans 8A, 8B of dilution with adjustable flow rate. These two fans are chosen so that the flow rate corresponding to the sum of the flow rates of each fan is equal to the flow rate necessary to renew the entire volume of air contained in the room. One of the fans, shown in 8A in the figures, propels the recycled air into said box 2 while the other fan, shown in 8B, drives fresh air into said box 2. Again, selective actuation
de l'un quelconque des ventilateurs 8A, 8B permet d'obtenir soit exclusivement un flux d'air frais, soit exclusivement un flux d'air recyclé, soit un mélange d'air frais et d'air30 recyclé. Bien évidemment, d'autres formes de réalisation du mitigeur peuvent encore être envisagées. of any of the fans 8A, 8B makes it possible to obtain either exclusively a flow of fresh air, or exclusively a flow of recycled air, or a mixture of fresh air and recycled air. Obviously, other embodiments of the mixer can also be envisaged.
Grâce à la présence de ce mitigeur aéraulique, le générateur d'air à température contrôlée peut à la fois35 exercer les fonctions de dispositif de chauffage et de ventilateur, double fonction jamais obtenue à ce jour avec les dispositifs classiques en maintenant la consommation d'énergie à un niveau raisonnable conforme à celui d'un 6 générateur d'air utilisé exclusivement comme dispositif de chauffage. Pour parfaire le fonctionnement d'un tel générateur d'air et notamment optimiser les périodes de fonctionnement d'un tel générateur, le brûleur 3, logé dans le caisson du générateur, peut être de type à induction de gaz par air. Ce type de brûleur permet notamment d'obtenir une plage de réglage de la puissance de chauffe élargie. Généralement,10) cette plage de réglage de la puissance de chauffe inclut des valeurs pouvant varier de 1 à 10 alors que les brûleurs atmosphériques classiques présentent une puissance de chauffe pouvant varier dans une plage de 1 à 3. Par ailleurs, ces brûleurs de type à induction de gaz par air15 sont plus sûrs car ils ne nécessitent pas une alimentation en gaz sous pression. Le gaz est introduit dans l'air en fonction du débit d'air, ce débit d'air étant obtenu au moyen d'un ventilateur alimenté en un air primaire correspondant généralement à l'air extérieur. Par ailleurs,20 on constate en général que la combustion obtenue au moyen de ce type de brûleur est de meilleure qualité, notamment en terme de quantité d'oxydes d'azote et de carbone produits. Ce type de brûleur pourra par ailleurs être utilisé avec un support de combustion, encore appelé25 accroche flamme, du type constitué d'un ensemble de fibres métalliques formées d'un alliage fer- chrome-aluminium complété d'au moins une terre rare telle que l'yttrium. De tels supports de combustion sont aujourd'hui commercialisés par la Société Acotec située en Belgique. La combinaison de3() ce brûleur et d'un support de combustion du type constitué par des fibres métalliques permet d'augmenter de manière considérable la plage de réglage de la puissance de chauffe. On obtient ainsi une puissance de chauffe pouvant varier de 1 à 10 et non plus de 1 à 3 comme dans l'état de35 la technique. Il en résulte une baisse de la fréquence de la commutation entre les positions marche et arrêt du brûleur. Cela se traduit pour l'utilisateur par une absence de sensation d'inconfort qui était due à l'inertie des Thanks to the presence of this aeraulic mixer, the temperature-controlled air generator can both exercise the functions of a heating device and a fan, a double function never obtained to date with conventional devices while maintaining energy consumption. at a reasonable level consistent with that of an air generator used exclusively as a heating device. To perfect the operation of such an air generator and in particular to optimize the operating periods of such a generator, the burner 3, housed in the generator casing, can be of the gas induction by air type. This type of burner makes it possible in particular to obtain a wider range of adjustment of the heating power. Generally, 10) this range of adjustment of the heating power includes values which can vary from 1 to 10 whereas the conventional atmospheric burners have a heating power which can vary in a range from 1 to 3. Furthermore, these type burners gas induction by air15 are safer because they do not require a pressurized gas supply. The gas is introduced into the air as a function of the air flow, this air flow being obtained by means of a fan supplied with primary air generally corresponding to the outside air. Furthermore, it is generally found that the combustion obtained by means of this type of burner is of better quality, in particular in terms of the quantity of nitrogen oxides and carbon produced. This type of burner could also be used with a combustion support, also called a flame holder, of the type consisting of a set of metallic fibers formed of an iron-chromium-aluminum alloy supplemented with at least one rare earth such as the yttrium. Such combustion supports are today marketed by the Acotec Company located in Belgium. The combination of this burner and a combustion support of the type constituted by metal fibers makes it possible to considerably increase the range of adjustment of the heating power. A heating power is thus obtained which can vary from 1 to 10 and not more than 1 to 3 as in the state of the art. This results in a decrease in the frequency of switching between the on and off positions of the burner. This results for the user in an absence of feeling of discomfort which was due to the inertia of the
7 brûleurs classiques.7 classic burners.
Les mêmes avantages en terme d'élargissement de la plage de réglage de la puissance de chauffe peuvent être obtenus au5 moyen d'un brûleur constitué d'au moins deux brûleurs respectivement raccordés à une conduite commune d'alimentation en gaz. Dans ce cas, l'un des brûleurs, dit maître, BM, est équipé d'un dispositif d'inflammation du mélange air/gaz et d'un dispositif de contrôle de la flamme10 tandis que le ou les autres brûleurs, dits esclaves, BE, sont exempts de tels dispositifs. Chaque brûleur peut être indépendamment alimenté en gaz par l'intermédiaire d'une liaison obturable à ouverture/fermeture commandée entre la source d'alimentation en gaz et le brûleur.15 L'ouverture/fermeture de chaque liaison s'effectue suivant un ordre prédéterminé fonction du positionnement relatif The same advantages in terms of widening the range of adjustment of the heating power can be obtained by means of a burner consisting of at least two burners respectively connected to a common gas supply pipe. In this case, one of the burners, said master, BM, is equipped with a device for igniting the air / gas mixture and with a flame control device 10 while the other burner (s), called slaves, BE, are exempt from such devices. Each burner can be independently supplied with gas via a closable opening / closing connection controlled between the gas supply source and the burner. 15 The opening / closing of each connection is carried out in a predetermined order. function of relative positioning
des brûleurs sur la conduite commune d'alimentation en gaz de manière à permettre l'inflammation automatique de la flamme d'un brûleur esclave BE par contact du mélange20 air/gaz expulsé dudit brûleur avec la flamme d'un brûleur maître BM ou esclave BE adjacent. burners on the common gas supply pipe so as to allow automatic ignition of the flame of a BE slave burner by contact of the air / gas mixture expelled from said burner with the flame of a master BM or BE slave burner adjacent.
L'organe d'obturation à ouverture/fermeture commandée de la liaison entre un brûleur maître ou esclave et la source25 d'alimentation en gaz peut affecter un grand nombre de formes. Il peut ainsi être constitué d'un organe unique commun à l'ensemble des brûleurs. Dans cas, cet organe d'obturation est monté en contact d'appui étanche glissant à l'intérieur de la conduite d'alimentation en gaz et est mobile axialement à l'intérieur de ladite conduite pour libérer et obstruer successivement au cours de son déplacement l'orifice de raccordement d'un brûleur à la conduite d'alimentation en gaz. Le déplacement de cet organe d'obturation peut être commandé manuellement ou au35 moyen d'un organe moteur. Cet organe d'obturation peut par exemple être constitué d'un piston ou d'un tiroir équipé The shutter with controlled opening / closing of the connection between a master or slave burner and the gas supply source can have a large number of forms. It can thus be made up of a single organ common to all the burners. In this case, this shutter member is mounted in sealed bearing contact sliding inside the gas supply pipe and is axially movable inside said pipe to release and obstruct successively during its movement. the orifice for connecting a burner to the gas supply pipe. The movement of this shutter member can be controlled manually or by means of a drive member. This shutter member can for example consist of a piston or a drawer equipped
d'au moins un joint périphérique externe d'étanchéité. at least one peripheral outer seal.
8 L'organe d'obturation peut encore être constitué d'un organe d'obturation pré-taré, tel qu'un clapet chargé par un moyen élastique de rappel dont l'ouverture ou respectivement la fermeture sont fonctions de la pression5 de gaz régnant à l'intérieur de la conduite d'alimentation en gaz. La tare de chaque organe d'obturation est choisie en fonction du positionnement relatif du brûleur auquel ledit organe se rapporte. Les organes d'obturation chargés par un moyen élastique de rappel, tel qu'un ressort, sont10) disposés respectivement à l'intérieur de la conduite d'alimentation en gaz, entre la source d'alimentation en 8 The shutter member may also consist of a pre-calibrated shutter member, such as a valve loaded by an elastic return means, the opening or respectively closing of which are functions of the prevailing gas pressure5 inside the gas supply line. The tare weight of each shutter member is chosen according to the relative positioning of the burner to which said member relates. The shutter members loaded by an elastic return means, such as a spring, are10) respectively disposed inside the gas supply pipe, between the supply source
gaz de la conduite et le brûleur auquel ils se rapportent. line gas and the burner to which they relate.
Le fait de disposer dans un tel générateur d'air à la fois d'un brûleur dont la plage de réglage de la puissance de chauffe est élargie et d'un mitigeur aéraulique permet de rendre le générateur d'air entièrement pilotable au moyen d'un automate. Ces moyens de pilotage du brûleur 3 et du mitigeur pourront être asservis et tenir compte notamment2() de paramètres incluant au moins la température extérieure, l'hygrométrie à l'intérieur du local et la température The fact of having in such an air generator both a burner whose range of adjustment of the heating power is widened and an aeraulic mixer makes it possible to make the air generator entirely controllable by means of an automat. These means for controlling the burner 3 and the mixer can be controlled and take into account in particular2 () parameters including at least the outside temperature, the humidity inside the room and the temperature
ambiante du local.room environment.
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