Domaine de l’inventionField of invention
La présente invention concerne le domaine des ventilateurs, et plus particulièrement le domaine de l’optimisation du contrôle des ventilateurs.
Etat de l’art précédentThe present invention relates to the field of fans, and more particularly to the field of optimizing the control of fans.
Previous state of the art
Différents dispositifs permettent de rafraîchir des individus dans un bâtiment en cas de forte chaleur, par exemple de canicule.Different devices make it possible to cool individuals in a building in the event of high heat, for example a heat wave.
Les climatiseurs, ou dispositifs d’air conditionné consistent à abaisser la température de l’air d’un bâtiment. Ces dispositifs présentent l’inconvénient d’être énergivores.Air conditioners, or air conditioning devices, consist of lowering the air temperature of a building. These devices have the disadvantage of being energy-intensive.
Les ventilateurs, également appelés brasseurs d’air, sont des dispositifs générant, sans modifier la température de l’air, un flux d’air, par exemple à l’aide de la rotation de pales. La vitesse de l’air sur la peau de l’utilisateur produit pour celui-ci une sensation d’abaissement de la température.Fans, also called air circulators, are devices that generate an air flow without changing the air temperature, for example by rotating blades. The speed of the air on the skin of the user produces for him a sensation of lowering the temperature.
Lorsque l’utilisateur est globalement fixe, par exemple, lorsqu’il travaille sur un ordinateur cet effet peut être obtenu même avec des ventilateurs ayant une très faible consommation, en particulier si le flux du ventilateur est orienté spécifiquement vers une zone couvrant les épaules et la tête de l’utilisateur. En effet, la sensation d’abaissement de la température est, dans une moindre mesure, perçue pour le corps dans son ensemble. Un tel ventilateur permet ainsi à l’utilisateur de bénéficier d’une sensation de fraîcheur, avec un encombrement et une consommation électrique très réduits par rapport à d’autres dispositifs, tels que des ventilateurs en rotation (ventilateurs oscillants) autour de leur pied pour ventiler l’ensemble d’une pièce, ou a fortiori des climatiseurs.When the user is generally fixed, for example, when working on a computer, this effect can be obtained even with fans having very low consumption, in particular if the flow of the fan is oriented specifically towards an area covering the shoulders and the user's head. Indeed, the sensation of lowering the temperature is, to a lesser extent, perceived for the body as a whole. Such a fan thus allows the user to benefit from a feeling of freshness, with a much reduced size and power consumption compared to other devices, such as rotating fans (oscillating fans) around their foot to ventilate an entire room, or a fortiori air conditioners.
La sensation d’abaissement de la température de l’utilisateur croît globalement, dans une certaine limite, avec la vitesse du flux d’air généré par le ventilateur, elle-même croissante avec la vitesse de rotation des pales du ventilateur. Cependant, une vitesse trop élevée n’est pas souhaitable, car elle augmente le risque d’inconfort de l’utilisateur, par exemple le risque d’assèchement des yeux, le bruit généré par le ventilateur, ou encore le risque de faire voler des papiers dans la pièce (exemple : bureau).The feeling of lowering the user's temperature increases globally, within a certain limit, with the speed of the air flow generated by the fan, which itself increases with the speed of rotation of the fan blades. However, too high a speed is undesirable, as it increases the risk of user discomfort, for example the risk of dry eyes, the noise generated by the fan, or the risk of flying objects. papers in the room (example: office).
Il y a donc besoin de fournir à un ventilateur une consigne optimale, permettant d’obtenir une vitesse de flux d’air optimisant l’abaissement de la température perçue par un utilisateur, tout en limitant le risque de désagréments liés au ventilateur.There is therefore a need to provide a fan with an optimal setpoint, making it possible to obtain an air flow speed that optimizes the lowering of the temperature perceived by a user, while limiting the risk of inconvenience related to the fan.
A cet effet, l’invention a pour objet un système de ventilation comprenant :un ventilateur apte à créer un flux d’air en direction d’un utilisateur, la vitesse du flux d’air en un point dépendant d’une valeur de consigne du ventilateur et de la distance entre le ventilateur et le point; un capteur de distance apte à fournir une mesure d’une distance entre l’utilisateur et le ventilateur ; au moins une unité de calcul configurée pour déterminer la valeur de consigne en fonction de la mesure de la distance entre l’utilisateur et le ventilateur, afin que la vitesse du flux d’air soit égale à une vitesse cible au niveau de l’utilisateur.To this end, the subject of the invention is a ventilation system comprising: a fan capable of creating a flow of air in the direction of a user, the speed of the flow of air at a point depending on a set value of the fan and the distance between the fan and the point; a distance sensor able to provide a measurement of a distance between the user and the fan; at least one calculation unit configured to determine the setpoint value based on the measurement of the distance between the user and the fan, so that the speed of the air flow is equal to a target speed at the level of the user .
Avantageusement, l’axe normal à la sortie du ventilateur est orienté en direction d’une zone comprenant la tête et les épaules de l’utilisateur.Advantageously, the normal axis at the outlet of the fan is oriented in the direction of an area comprising the head and shoulders of the user.
Avantageusement, l’au moins une unité de calcul est configurée pour comparer la mesure de distance à un seuil prédéfini, et :si la distance est supérieure, ou supérieure ou égale, audit seuil prédéfini, stopper le ventilateur ; dans le cas contraire, actionner le ventilateur.Advantageously, the at least one calculation unit is configured to compare the distance measurement with a predefined threshold, and: if the distance is greater than, or greater than or equal to, said predefined threshold, stopping the fan; otherwise, operate the fan.
Avantageusement, l’au moins une unité de calcul est configurée pour : déterminer un écart de température par rapport à une température de confort ; déterminer la vitesse cible au niveau de l’utilisateur, comme la vitesse cible permettant de diminuer la température ressentie par l’utilisateur dudit écart de température.Advantageously, the at least one calculation unit is configured to: determine a temperature difference with respect to a comfort temperature; determining the target speed at the user level, such as the target speed for decreasing the temperature felt by the user by said temperature difference.
Avantageusement, l’au moins une unité de calcul est configurée pour déterminer la valeur de consigne par application d’une transformation liant, pour une distance donnée entre l’utilisateur et le ventilateur, la valeur de consigne et la vitesse du flux d’air au niveau de l’utilisateur.Advantageously, the at least one calculation unit is configured to determine the setpoint value by applying a transformation linking, for a given distance between the user and the fan, the setpoint value and the speed of the air flow at the user level.
Avantageusement, la transformation est définie par un abaque obtenu en mesurant les vitesses du flux d’air à la distance donnée du ventilateur, pour différentes valeurs de consigne.Advantageously, the transformation is defined by an abacus obtained by measuring the speeds of the air flow at the given distance from the fan, for different setpoint values.
Avantageusement, l’au moins une unité de calcul est configurée pour sélectionner ladite transformation parmi un ensemble de transformations, associées chacune à une distance donnée entre le ventilateur et l’utilisateur, comme la transformation ayant la distance donnée la plus proche de ladite mesure de distance.Advantageously, the at least one calculation unit is configured to select said transformation from a set of transformations, each associated with a given distance between the fan and the user, such as the transformation having the closest given distance to said measurement of distance.
Avantageusement, l’au moins une unité de calcul est configurée pour déterminer la valeur de consigne en fonction de la mesure de la distance entre l’utilisateur et le ventilateur et d’un angle entre l’axe normal à la sortie du ventilateur, et la direction du ventilateur à l’utilisateur.Advantageously, the at least one calculation unit is configured to determine the setpoint value as a function of the measurement of the distance between the user and the fan and of an angle between the normal axis at the outlet of the fan, and the direction of the fan to the user.
Avantageusement, la valeur de consigne est bornée pour ne pas dépasser une vitesse maximale de flux d’air.Advantageously, the setpoint value is limited so as not to exceed a maximum airflow speed.
L’invention a également pour objet une méthode mise en œuvre par ordinateur comprenant l’utilisation d’un capteur de distance pour fournir une mesure d’une distance entre un utilisateur et un ventilateur apte à créer un flux d’air en direction de l’utilisateur, la vitesse du flux d’air en un point dépendant d’une valeur de consigne du ventilateur et de la distance entre le ventilateur et le point ; la détermination de la valeur de consigne en fonction de la mesure de la distance entre l’utilisateur et le ventilateur, afin que la vitesse du flux d’air soit égale à une vitesse cible au niveau de l’utilisateur.The invention also relates to a computer-implemented method comprising the use of a distance sensor to provide a measurement of a distance between a user and a fan able to create an air flow in the direction of the user. user, the speed of the air flow at a point depending on a set value of the fan and the distance between the fan and the point; the determination of the setpoint value according to the measurement of the distance between the user and the fan, so that the speed of the air flow is equal to a target speed at the level of the user.
L’invention a également pour objet un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code informatique qui, lorsque le programme est exécuté sur un ordinateur, conduisent celui-ci à exécuter la méthode selon l’un des modes de réalisation de l’invention.The invention also relates to a computer program product comprising computer code instructions which, when the program is executed on a computer, lead the latter to execute the method according to one of the embodiments of the invention. .
L’invention a également pour objet un support d’enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par un ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre la méthode selon l’un des modes de réalisation de l’invention.The invention also relates to a computer-readable recording medium comprising instructions which, when they are executed by a computer, lead the latter to implement the method according to one of the embodiments of the invention.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d’exemple et qui représentent, respectivement :Other characteristics, details and advantages of the invention will become apparent on reading the description given with reference to the appended drawings given by way of example and which represent, respectively:
La
L’invention est basée sur deux principes :
Le système 100 est un système de ventilation destiné à être disposé près d’une station de travail d’un utilisateur, par exemple entre des écrans 140 et un clavier 150.The system 100 is a ventilation system intended to be placed near a user's workstation, for example between screens 140 and a keyboard 150.
Le système 100 se compose :
Ceci permet donc d’obtenir une vitesse optimale du flux d’air au niveau de l’utilisateur, en fonction de la distance de celui-ci au ventilateur.This therefore makes it possible to obtain an optimal speed of the air flow at the level of the user, depending on the distance from the latter to the fan.
Ce système de ventilation est donné à titre d’exemple uniquement, et de nombreuses autres dispositions sont envisageables.This ventilation system is given as an example only, and many other arrangements are possible.
La
Le système de ventilation 200 comprend :
Les éléments 210, 220 et 230 peuvent par exemple correspondre aux ventilateurs, et capteurs de distance 110 et 120.The elements 210, 220 and 230 can for example correspond to the fans, and distance sensors 110 and 120.
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, les ventilateurs 210, capteur de distance 220, et l’au moins une unité de calcul 230 sont localisés dans un même dispositif de ventilation.In one set of embodiments of the invention, the fans 210, distance sensor 220, and the at least one calculation unit 230 are located in the same ventilation device.
Dans d’autres modes de réalisation, toute ou partie des ventilateurs 210, capteur de distance 220, et au moins une unité de calcul 230 peuvent être localisés dans des dispositifs différents. Par exemple, le capteur de distance 220 et le ventilateur 210 peuvent être localisés dans un dispositif, et l’unité de calcul 230 dans un autre, par exemple un ordinateur pilotant à distance le dispositif de ventilation.In other embodiments, all or part of the fans 210, distance sensor 220, and at least one calculation unit 230 can be located in different devices. For example, the distance sensor 220 and the fan 210 can be located in one device, and the calculation unit 230 in another, for example a computer controlling the ventilation device remotely.
Le ventilateur 210 est apte à créer un flux d’air en direction d’un utilisateur, par exemple par une rotation des pales.The fan 210 is capable of creating a flow of air in the direction of a user, for example by rotating the blades.
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, l’axe normal à la sortie du ventilateur 210 est orienté 240 en direction d’une zone 241 comprenant la tête et les épaules de l’utilisateur. Cet axe, qui pourra également être appelé simplement « axe du ventilateur » correspond à l’axe du flux d’air en sortie du ventilateur.In one set of embodiments of the invention, the axis normal to the outlet of the fan 210 is oriented 240 in the direction of an area 241 comprising the user's head and shoulders. This axis, which may also be simply called the "fan axis", corresponds to the axis of the air flow at the fan outlet.
Ceci permet une utilisation optimale du ventilateur, car la sensation de fraîcheur générée sur la zone 241 à un impact sur l’ensemble du corps de l’utilisateur. Un flux d’air localisé est donc suffisant pour donner une sensation de rafraîchissement à l'ensemble du corps de l’utilisateur.This allows optimal use of the fan, because the feeling of freshness generated on the 241 zone has an impact on the entire body of the user. A localized airflow is therefore sufficient to give a cooling sensation to the user's entire body.
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, cette orientation est obtenue par une disposition fixe du ventilateur, si l’emplacement attendu de l’utilisateur est connu. C’est par exemple le cas de l’exemple de la
Cette orientation peut également être obtenue via une rotation du ventilateur 210. C’est par exemple le cas si l’axe du ventilateur suit la direction de la tête et des épaules de l’utilisateur, ce qui peut par exemple être fait automatiquement, si la direction du ventilateur est asservie à une reconnaissance de forme/chaleur….This orientation can also be obtained via a rotation of the fan 210. This is for example the case if the axis of the fan follows the direction of the user's head and shoulders, which can for example be done automatically, if the direction of the fan is controlled by shape/heat recognition….
La vitesse d’air générée par le ventilateur en un point donné dépend :
La valeur de consigne définit la vitesse de rotation des pales du ventilateur. La valeur de consigne peut être exprimée de différentes manières, comme par exemple :
La valeur de consigne définit donc la vitesse du flux d’air générée au niveau du ventilateur lui-même.The setpoint therefore defines the speed of the air flow generated at the level of the fan itself.
La vitesse du flux d’air en un point donné dépend de la distance entre le point et le ventilateur car le flux d’air généré par le ventilateur tend à s’atténuer en s’éloignant du ventilateur. Plus le point est éloigné du ventilateur, plus la vitesse du flux d’air audit point est faible, comparée à la vitesse générée au niveau du ventilateur (en sortie).The speed of the airflow at a given point depends on the distance between the point and the fan because the airflow generated by the fan tends to attenuate as it moves away from the fan. The farther the point is from the fan, the lower the speed of the airflow at that point, compared to the speed generated at the fan (outlet).
Si le point donné n’est pas situé sur l’axe du ventilateur, la vitesse du flux d’air en ce point dépend également d’une distance à l’axe, ou d’un angle formé avec l’axe du ventilateur. En effet, plus un point sera éloigné de l’axe du ventilateur, moins la vitesse du flux d’air en ce point sera faible.If the given point is not located on the axis of the fan, the speed of the airflow at this point also depends on a distance from the axis, or on an angle formed with the axis of the fan. Indeed, the further a point is from the axis of the fan, the lower the speed of the air flow at this point will be.
Le capteur de distance 220 peut être tout type de capteur apte à fournir une mesure d’une distance entre l’utilisateur et le ventilateur.The distance sensor 220 can be any type of sensor capable of providing a measurement of a distance between the user and the fan.
Il peut par exemple s’agir :
Le capteur de distance peut être co-localisé avec le ventilateur 210, son axe de mesure parallèle à l’axe centré ventilateur-utilisateur. La distance mesurée par le capteur fournit donc dans ce cas directement la distance entre le ventilateur et l’utilisateur.The distance sensor can be co-located with the 210 fan, its measurement axis parallel to the centered fan-user axis. The distance measured by the sensor therefore directly provides the distance between the fan and the user in this case.
Dans d’autres cas, le capteur de distance peut consister en un capteur permettant de détecter la position de l’utilisateur (par exemple, une ou plusieurs caméras permettant de détecter la position de l’utilisateur, et la distance peut être obtenue comme la distance entre la position du ventilateur et la position de l’utilisateur).In other cases, the distance sensor may consist of a sensor to detect the position of the user (for example, one or more cameras to detect the position of the user, and the distance can be obtained as the distance between the position of the fan and the position of the user).
L’au moins une unité de calcul 230 peut être n’importe quel type d’unité de calcul apte à effectuer des calculs informatiques. Par exemple, l’unité de calcul peut être un processeur configuré avec des instructions machines, un microprocesseur, un circuit intégré, un microcontrôleur, un circuit logique programmable, ou tout autre unité de calcul apte à être programmée pour effectuer des opérations de calcul.The at least one calculation unit 230 can be any type of calculation unit capable of performing computer calculations. For example, the calculation unit can be a processor configured with machine instructions, a microprocessor, an integrated circuit, a microcontroller, a programmable logic circuit, or any other calculation unit capable of being programmed to perform calculation operations.
Selon différents modes de réalisation de l’invention, une ou plusieurs unités de calcul peuvent être utilisées (plusieurs unités de calcul pouvant par exemple être plusieurs processeurs, plusieurs cœurs d’un processeur multi-cœur, etc…). Par souci de simplification de la lecture, dans cette description, l’au moins une unité de calcul pourra être simplement décrite comme « l’unité de calcul ».According to different embodiments of the invention, one or more calculation units can be used (several calculation units which can for example be several processors, several cores of a multi-core processor, etc.). For the sake of simplification of the reading, in this description, the at least one calculation unit may be simply described as "the calculation unit".
L’unité de calcul 230 est configurée pour déterminer la valeur de consigne en fonction de la mesure de la distance entre l’utilisateur et le ventilateur, afin que la vitesse du flux d’air soit égale à une vitesse cible au niveau de l’utilisateur.The calculation unit 230 is configured to determine the setpoint value according to the measurement of the distance between the user and the fan, so that the speed of the air flow is equal to a target speed at the level of the user.
Ceci permet de garantir qu’une vitesse cible est atteinte au niveau de l’utilisateur, quelle que soit la distance entre l’utilisateur et le ventilateur. Le fonctionnement du ventilateur est ainsi optimisé en toute circonstance.This ensures that a target speed is achieved at the user, regardless of the distance between the user and the fan. The operation of the fan is thus optimized in all circumstances.
La vitesse cible peut par exemple être définie comme une vitesse optimale permettant de s’assurer du bon confort de l’utilisateur.The target speed can for example be defined as an optimal speed to ensure good user comfort.
Une fois la consigne déterminée, l’unité de calcul 230 peut être configurée pour appliquer la consigne au ventilateur, afin d’obtenir la vitesse du flux d’air désirée au niveau de l’utilisateur.Once the setpoint has been determined, the calculation unit 230 can be configured to apply the setpoint to the fan, in order to obtain the desired airflow speed at the user level.
Les figures 3, 4a et 4b fournissent des exemples plus détaillés du fonctionnement du système selon l’invention, ainsi que de la détermination de la vitesse cible ainsi que de la consigne.Figures 3, 4a and 4b provide more detailed examples of the operation of the system according to the invention, as well as the determination of the target speed as well as the setpoint.
La
La
Le capteur 220 fournit des mesures de distance 321. Ces mesures peuvent être fournies, soit sous la forme d’une distance directement, soit sous la forme d’une mesure convertie en distance.The sensor 220 provides distance measurements 321. These measurements can be provided either in the form of a distance directly, or in the form of a measurement converted into a distance.
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, d’autres valeurs de paramètres 3341 sont obtenues, telles que des paramètres de température intérieure Tintet de température extérieur Text, l’humidité relative, des valeurs de pressions, etc… Ces valeurs peuvent être obtenues de différentes manières : capteurs du système 200, comme des thermomètres ou baromètres embarqués, bulletin météo, modèle météorologique pour des paramètres extérieurs au bâtiment, simulations thermiques dynamiques du bâtiment pour des paramètres intérieurs du bâtiment, etc…In a set of embodiments of the invention, other parameter values 3341 are obtained, such as interior temperature Tint and exterior temperature Text parameters, relative humidity, pressure values, etc. … These values can be obtained in different ways: system 200 sensors, such as on-board thermometers or barometers, weather report, weather model for parameters outside the building, dynamic thermal simulations of the building for parameters inside the building, etc…
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, l’au moins une unité de calcul est configurée pour comparer 331 la mesure de distance à un seuil prédéfini, et :
Ceci permet de n’actionner le ventilateur que dans les cas où l’utilisateur est suffisamment proche. Dans le cas contraire, l’utilisateur est considéré comme absent, et le ventilateur est stoppé.This allows the fan to be activated only when the user is close enough. Otherwise, the user is considered absent, and the fan is stopped.
Différents seuils peuvent être prédéfinis. Par exemple, un seuil prédéfini d’un mètre peut être retenu : le ventilateur n’est actif que si l’utilisateur est détecté à moins d’un mètre du ventilateur, ce qui correspond par exemple à une utilisation du ventilateur situé sous l’écran d’une station de travail, comme par exemple dans l’exemple montré en
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, l’au moins une unité de calcul est configurée pour:
L’écart ΔT correspond à un écart de température entre une température d’air intérieur et une température de confort. Par convention, l’écart est négatif si la température d’air intérieur est inférieure à la température de confort, et positif si la température d’air intérieur est supérieure à la température de confort. La température d’air intérieur peut être obtenue de différentes manières, par exemple à l’aide d’un thermomètre, ou d’un modèle de température fournissant une estimation de température dans le bâtiment.The difference ΔT corresponds to a temperature difference between an indoor air temperature and a comfort temperature. By convention, the difference is negative if the indoor air temperature is lower than the comfort temperature, and positive if the indoor air temperature is higher than the comfort temperature. The indoor air temperature can be obtained in different ways, for example using a thermometer, or a temperature model providing an estimate of the temperature in the building.
Si la température d’air intérieur est inférieure ou égale à la température de confort, le ventilateur peut être stoppé, car il n’y a pas besoin de rafraîchir l’utilisateur. Alternativement, celui-ci peut décider de passer en pilotage manuel pour ajuster par lui-même sa vitesse d’air. Dans le cas contraire, la vitesse de rotation du ventilateur sera adaptée pour que la vitesse du flux d’air au niveau de l’utilisateur génère un abaissement de la température ressentie, lui permettant de ressentir la température de confort. C’est un abaissement perceptif de la température d’air intérieur sur la température de confort.If the indoor air temperature is less than or equal to the comfort temperature, the fan can be stopped, because there is no need to cool the user. Alternatively, he can decide to switch to manual piloting to adjust his air speed by himself. Otherwise, the rotation speed of the fan will be adapted so that the speed of the air flow at the level of the user generates a lowering of the temperature felt, allowing him to feel the comfort temperature. It is a perceptual lowering of the indoor air temperature to the comfort temperature.
Ceci permet donc d’adapter la vitesse du flux d’air, à chaque instant, pour que l’utilisateur ait une sensation de température de confort.This therefore makes it possible to adapt the speed of the air flow, at any time, so that the user has a feeling of comfortable temperature.
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, la température de confort Tconfest déterminée 3342 à partir d’un modèle dit ATC (de l’anglais « Adaptive Thermal Comfort », en français « Confort Thermique Adaptatif »). Le modèle ATC peut ainsi prendre en entrée les paramètres 3341 (température extérieure notamment) pour déterminer une température de confort Tconfpermettant un confort optimal de l’utilisateur.In one set of embodiments of the invention, the comfort temperature Tconf is determined 3342 from a so-called ATC model (from the English “Adaptive Thermal Comfort”, in French “Confort Thermique Adaptatif”). The ATC model can thus take as input parameters 3341 (external temperature in particular) to determine a comfort temperature Tconf allowing optimal comfort for the user.
Un modèle ATC est par exemple décrit par les publications Standard, A. S. H. R. A. E. (2017). Standard 55–2017 thermal environmental conditions for human occupancy.Ashrae: Atlanta, GA, USA,ou encore De Dear, R., & Brager, G. S. (2001). The adaptive model of thermal comfort and energy conservation in the built environment.International journal of biometeorology,45(2), 100-108.An ATC model is for example described by the Standard publications, ASHRAE (2017). Standard 55–2017 thermal environmental conditions for human occupancy.Ashrae: Atlanta, GA, USA, or De Dear, R., & Brager, GS (2001). The adaptive model of thermal comfort and energy conservation in the built environment.International journal of biometeorology ,45 (2), 100-108.
Une fois la température de confort Tconfdéterminée, l’écart de température ΔT peut être obtenu 3343 par simple soustraction : ΔT = Tint- Tconf, où Tintest la température intérieure du bâtiment.Once the comfort temperature Tconf has been determined, the temperature difference ΔT can be obtained 3343 by simple subtraction: ΔT = Tint - Tconf , where Tint is the interior temperature of the building.
La vitesse cible du flux d’air au niveau de l’utilisateur peut alors être déterminée en fonction de l’écart de température ΔT, étant entendu que l’abaissement de la température ressentie par l’utilisateur est d’autant plus fort que la vitesse du flux d’air est élevée au niveau de l’utilisateur. Ceci peut s’effectuer de différentes manières.The target speed of the air flow at the level of the user can then be determined as a function of the temperature difference ΔT, it being understood that the lowering of the temperature felt by the user is all the greater as the airflow velocity is high at the user level. This can be done in different ways.
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, la détermination 335 de la vitesse cible du flux d’air au niveau de l’utilisateur est effectuée à l’aide d’un modèle 3351 dit « CE » (pour « Cooling Effect », expression anglaise pour Effet de rafraîchissement). Ce modèle consiste à déterminer une vitesse d’air cible 3352 permettant un abaissement de la température ressentie de ΔT, et permettant donc en théorie à l’utilisateur de ressentir la température idéale de confort Tconf.In one set of embodiments of the invention, the determination 335 of the target speed of the airflow at the user level is carried out using a model 3351 called "CE" (for "Cooling Effect expression for Refresh Effect). This model consists in determining a target air speed 3352 allowing a lowering of the felt temperature by ΔT, and therefore allowing the user in theory to feel the ideal comfort temperature Tconf .
La détermination de la vitesse cible du flux d’air en fonction de l’écart de température ΔT est par exemple décrit dans les demandes de brevet françaises publiées sous les numéros FR3084143, et FR3099550.The determination of the target speed of the air flow as a function of the temperature difference ΔT is for example described in the French patent applications published under the numbers FR3084143, and FR3099550.
La consigne du ventilateur peut être déterminée, en fonction de la vitesse cible du flux d’air et de la distance de l’utilisateur, de différentes manières. Comme indiqué ci-dessus, la consigne du ventilateur peut être de différents types, tels qu’un RPM ou un PWM.The fan setpoint can be determined, depending on the target airflow speed and the distance from the user, in different ways. As shown above, the fan setpoint can be of different types, such as an RPM or a PWM.
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, l’au moins une unité de calcul 230 est configurée pour déterminer la valeur de consigne par application d’une transformation 340 liant, pour une distance entre l’utilisateur et le ventilateur, la valeur de consigne et la vitesse cible du flux d’air au niveau de l’utilisateur. La transformation peut être par exemple définie par un abaque, une équation, ou par le biais de tout moyen permettant de définir de manière déterministe une valeur de consigne à partir d’une vitesse cible du flux d’air.In one set of embodiments of the invention, the at least one calculation unit 230 is configured to determine the setpoint value by applying a transformation 340 linking, for a distance between the user and the ventilator, the set value and target airflow speed at user level. The transformation can for example be defined by an abacus, an equation, or by means of any means making it possible to define in a deterministic manner a setpoint value from a target speed of the air flow.
La transformation 340 lie, pour une distance donnée, la valeur de consigne et la vitesse du flux d’air. L’unité de calcul 230 est donc configurée pour sélectionner une transformation correspondant à la distance mesurée entre le ventilateur et l’utilisateur, puis lire dans l’abaque la valeur de consigne correspondant à la vitesse cible.The transformation 340 links, for a given distance, the set point value and the speed of the air flow. The calculation unit 230 is therefore configured to select a transformation corresponding to the distance measured between the fan and the user, then read in the chart the setpoint value corresponding to the target speed.
Les figures 4a et 4b fournissent des exemples d’abaques définissant de telles transformation.Figures 4a and 4b provide examples of charts defining such transformations.
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, la valeur de consigne est bornée pour ne pas dépasser une vitesse maximale du flux d’air.In one set of embodiments of the invention, the setpoint value is limited so as not to exceed a maximum speed of the air flow.
Ceci consiste à limiter la valeur de consigne à des valeurs inférieures à une consigne maximale, afin que la vitesse du flux d’air reste inférieure à une vitesse maximale souhaitable. Cette vitesse maximale souhaitable peut par exemple correspondre à une vitesse à partir de laquelle le bruit du flux d’air devient gênant, ou une vitesse à partir de laquelle les feuilles de papier se mettent à voler (exemple : bureau), ou une vitesse pouvant provoquer des sécheresses oculaires….This consists of limiting the setpoint to values below a maximum setpoint, so that the speed of the air flow remains below a desirable maximum speed. This desirable maximum speed can, for example, correspond to a speed from which the noise of the air flow becomes annoying, or a speed from which the sheets of paper start to fly (example: office), or a speed which can cause dry eyes...
La
L’abaque 410 représente une vitesse de flux d’air, dont la valeur est lue sur l’axe vertical 420, en fonction d’une valeur de consigne du ventilateur, lue sur l’axe horizontal 430. Dans cet exemple, la vitesse ext déterminée en mètres par secondes, et la valeur de consigne exprimée en un pourcentage de PWM.The chart 410 represents an airflow speed, the value of which is read on the vertical axis 420, as a function of a set point value of the fan, read on the horizontal axis 430. In this example, the speed ext determined in meters per second, and the set value expressed as a percentage of PWM.
L’abaque 410, représentée par une courbe, est défini pour une distance donnée de l’utilisateur, dans cet exemple 40 cm. L’abaque 410 permet donc de déterminer la valeur de consigne à appliquer pour générer un flux d’air à une vitesse donnée au niveau d’un utilisateur situé à 40 cm du ventilateur.The chart 410, represented by a curve, is defined for a given distance from the user, in this example 40 cm. Chart 410 therefore makes it possible to determine the setpoint value to be applied to generate an air flow at a given speed at the level of a user located 40 cm from the fan.
L’abaque 410 peut être obtenu de différentes manières.The abacus 410 can be obtained in different ways.
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, l’abaque a été obtenu en mesurant les vitesses du flux d’air à la distance définie du ventilateur, pour différentes valeurs de consigne.In one set of embodiments of the invention, the chart was obtained by measuring the speeds of the air flow at the defined distance from the fan, for different setpoints.
Dit autrement, pour obtenir un abaque correspondant à une distance donnée (40 cm dans l’exemple de la
La
Les abaques 410, 420b, 430b correspondent respectivement à des distances de 40, 60 et 80 cm entre le ventilateur et l’utilisateur. Ces abaques représentent, selon le même formalisme qu’en
Chaque abaque 410, 420b, 430b peut ainsi avoir été obtenu en effectuant des mesures de vitesses d’air, aux distances respectives des abaques (40, 60, 80 cm dans cet exemple) à différentes valeurs de consigne du ventilateur.Each chart 410, 420b, 430b may thus have been obtained by performing air speed measurements, at the respective distances of the charts (40, 60, 80 cm in this example) at different fan setpoint values.
Cet exemple démontre que la vitesse de flux d’air est dépendante à la fois de la distance entre l’utilisateur et le ventilateur, et de la consigne du ventilateur, et que la connaissance de la distance entre l’utilisateur et le ventilateur permet de sélectionner la consigne permettant d’obtenir la vitesse désirée au niveau de l’utilisateur.This example demonstrates that the airflow speed is dependent both on the distance between the user and the fan, and on the fan set point, and that knowing the distance between the user and the fan makes it possible to select the setpoint allowing the desired speed to be obtained at the user level.
Par nature, les abaques sont définis pour un ensemble discret de distances données. Par exemple, les abaques peuvent être définis tous les 10, 15 ou 20 cm. Il est donc possible qu’aucun abaque n’existe pour la distance exacte mesurée entre le ventilateur et l’utilisateur.By nature, charts are defined for a discrete set of given distances. For example, the charts can be defined every 10, 15 or 20 cm. It is therefore possible that no chart exists for the exact distance measured between the fan and the user.
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, l’au moins une unité de calcul est configurée pour sélectionner l’abaque à utiliser parmi un ensemble d’abaques, associés chacun à une distance donnée entre le ventilateur et l’utilisateur, comme l’abaque correspondant à la distance donnée la plus proche de la mesure de distance 321.In a set of embodiments of the invention, the at least one calculation unit is configured to select the chart to be used from among a set of charts, each associated with a given distance between the fan and the user, as the abacus corresponding to the given distance closest to the distance measurement 321.
Par exemple, dans l’exemple de la
Ceci permet d’utiliser l’abaque le plus approprié, parmi les différents abaques disponibles.This allows the most appropriate chart to be used, among the various charts available.
De manière générale, différentes transformations peuvent être sélectionnées et appliquées pour déterminer la consigne en fonction de la vitesse d’air, et les abaques ne sont qu’un exemple de manière de définir ces transformations. En plus de ces abaques, ces transformations peuvent être par exemple définies par des équations spécifiques pouvant permettre de déterminer la consigne du ventilateur, sur la base d’une vitesse théorique et de la distance exacte « utilisateur-ventilateur » (sans utiliser la vitesse la plus proche). Ce genre d’équation obtenue notamment par des outils de calcul de type Matlab, Scilab, …, réduit l’incertitude de la vitesse d’air à délivrer exactement sur l’utilisateur.In general, different transformations can be selected and applied to determine the set point according to the air speed, and the charts are only one example of how to define these transformations. In addition to these charts, these transformations can for example be defined by specific equations that can be used to determine the fan set point, on the basis of a theoretical speed and the exact "user-fan" distance (without using the closer). This type of equation obtained in particular by calculation tools such as Matlab, Scilab, etc., reduces the uncertainty of the air speed to be delivered exactly to the user.
La
Dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention, l’au moins une unité de calcul est configurée pour déterminer la valeur de consigne en fonction de la mesure de la distance entre l’utilisateur et le ventilateur et d’un angle entre l’axe du ventilateur, et la direction du ventilateur à l’utilisateur.In a set of embodiments of the invention, the at least one calculation unit is configured to determine the set point value according to the measurement of the distance between the user and the fan and an angle between the axis of the fan, and the direction of the fan to the user.
Ceci permet d’adapter la consigne à des cas où l’utilisateur ne se situe pas nécessairement dans l’axe du ventilateur.This makes it possible to adapt the setpoint to cases where the user is not necessarily located in the axis of the fan.
En effet, les abaques représentées aux figures 4a et 4b sont basées sur le principe que l’utilisateur se situe dans l’axe du ventilateur. Cette supposition peut être exacte, par exemple dans le cas d’un système spécifiquement adaptée à une situation donnée, tel que le système 100, où l’utilisateur se situe face à sa station de travail, et donc face au ventilateur, ou si le ventilateur est configuré pour effectuer des rotations pour suivre l’utilisateur.Indeed, the charts shown in Figures 4a and 4b are based on the principle that the user is located in the axis of the fan. This assumption may be exact, for example in the case of a system specifically adapted to a given situation, such as system 100, where the user is facing his workstation, and therefore facing the fan, or if the fan is configured to rotate to follow the user.
Cependant, dans certains cas, l’utilisateur peut se situer hors de l’axe du ventilateur. Plus l’utilisateur s’éloigne de l’axe, plus la vitesse du flux d’air diminue.However, in some cases, the user may be off the axis of the fan. The more the user moves away from the axis, the more the speed of the air flow decreases.
La carte 500 représente une vitesse du flux d’air en différents points de l’espace 2D par rapport au ventilateur, pour une vitesse de consigne donnée. Les vitesses sont représentées sur une échelle allant des nuances de gris sombres (vitesses faibles) aux nuances de gris claires (vitesses élevées).Map 500 represents an airflow speed at different points in 2D space relative to the fan, for a given setpoint speed. Speeds are represented on a scale ranging from dark shades of gray (low speeds) to light shades of gray (high speeds).
Cette carte montre que la vitesse du flux d’air au niveau de l’utilisateur dépend à la fois, pour une consigne donnée du ventilateur, de la distance entre l’utilisateur et le ventilateur, et de l’écartement de l’utilisateur de l’axe du ventilateur.This map shows that the speed of the air flow at the level of the user depends both, for a given fan set point, on the distance between the user and the fan, and on the distance between the user and the fan. the fan shaft.
Il est donc possible d’étendre la construction des abaques représentées en figures 4a et 4b, pour lier la consigne du ventilateur, la distance de l’utilisateur et son écartement de l’axe du ventilateur, pour adapter la consigne du ventilateur lorsque l’utilisateur s’éloigne de l’axe du ventilateur. De manière plus général, ce principe est applicable à d’autres définitions de transformations, telles que des équations.It is therefore possible to extend the construction of the charts represented in FIGS. 4a and 4b, to link the setpoint of the fan, the distance of the user and his spacing from the axis of the fan, to adapt the setpoint of the fan when the user moves away from the axis of the fan. More generally, this principle is applicable to other definitions of transformations, such as equations.
La
La méthode 600 est une méthode mise en œuvre par ordinateur, visant à déterminer une consigne d’un ventilateur optimisant le confort d’un utilisateur.Method 600 is a method implemented by computer, aiming to determine a setpoint of a fan optimizing the comfort of a user.
La méthode 600 comprend une première étape 610 d’utilisation d’un capteur de distance pour fournir une mesure d’une distance entre un utilisateur et un ventilateur apte à créer un flux d’air en direction de l’utilisateur, la vitesse du flux d’air en un point dépendant d’une valeur de consigne et de la distance entre le ventilateur et le point.The method 600 includes a first step 610 of using a distance sensor to provide a measurement of a distance between a user and a fan capable of creating an airflow in the direction of the user, the speed of the flow of air at a point depending on a setpoint and the distance between the fan and the point.
La méthode 620 comprend une deuxième étape 620 de détermination de la valeur de consigne en fonction de la mesure de la distance entre l’utilisateur et le ventilateur, afin que la vitesse du flux d’air soit égale à une vitesse cible au niveau de l’utilisateur.The method 620 includes a second step 620 of determining the set point value according to the measurement of the distance between the user and the fan, so that the speed of the air flow is equal to a target speed at the level of the 'user.
La méthode 600 peut ensuite comprendre une étape d’application de la consigne au ventilateur.Method 600 can then include a step of applying the setpoint to the fan.
Tous les modes de réalisation discutés ci-dessus sont respectivement applicables à la méthode 600.All the embodiments discussed above are respectively applicable to the 600 method.
Les exemples ci-dessus démontrent la capacité de l’invention à adapter la consigne d’un ventilateur afin d’optimiser le confort d’un utilisateur. Ils ne sont cependant donnés qu’à titre d’exemple et ne limitent en aucun cas la portée de l’invention, définie dans les revendications ci-dessous.
The examples above demonstrate the ability of the invention to adapt the set point of a fan in order to optimize the comfort of a user. However, they are only given by way of example and in no way limit the scope of the invention, defined in the claims below.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2106954AFR3124584A1 (en) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | Optimization of a fan setpoint based on a distance measurement with a user |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2106954AFR3124584A1 (en) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | Optimization of a fan setpoint based on a distance measurement with a user |
| FR2106954 | 2021-06-29 |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3124584A1true FR3124584A1 (en) | 2022-12-30 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2106954AWithdrawnFR3124584A1 (en) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | Optimization of a fan setpoint based on a distance measurement with a user |
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3124584A1 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5449275A (en)* | 1993-05-11 | 1995-09-12 | Gluszek; Andrzej | Controller and method for operation of electric fan |
| FR3084143A1 (en) | 2018-07-19 | 2020-01-24 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | METHOD FOR DETERMINING A TEMPERATURE TOLERANCE FOR VENTILATION REGULATION AND ASSOCIATED VENTILATION REGULATION METHOD |
| FR3099550A1 (en) | 2019-07-31 | 2021-02-05 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method of regulating an individual ventilation device and associated device |
| CN112377444A (en)* | 2020-11-12 | 2021-02-19 | 深圳市欧瑞博科技股份有限公司 | Intelligent fan adjusting method and device, intelligent fan and control panel |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5449275A (en)* | 1993-05-11 | 1995-09-12 | Gluszek; Andrzej | Controller and method for operation of electric fan |
| FR3084143A1 (en) | 2018-07-19 | 2020-01-24 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | METHOD FOR DETERMINING A TEMPERATURE TOLERANCE FOR VENTILATION REGULATION AND ASSOCIATED VENTILATION REGULATION METHOD |
| FR3099550A1 (en) | 2019-07-31 | 2021-02-05 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method of regulating an individual ventilation device and associated device |
| CN112377444A (en)* | 2020-11-12 | 2021-02-19 | 深圳市欧瑞博科技股份有限公司 | Intelligent fan adjusting method and device, intelligent fan and control panel |
| Title |
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