DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

La présente invention vise un terminal mural de climatisation réversible vertical antiviral. Elle s’applique, notamment, au domaine de la climatisation et du chauffage de locaux d’habitation, de bureau, d’atelier ou collectifs.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Les terminaux de climatisation réversibles sont les parties des systèmes de climatisation réversibles qui diffusent la fraîcheur ou la chaleur dans les locaux. Ces terminaux sont horizontaux (généralement placés en hauteur ou en allège dans les locaux) et disgracieux. De plus, ils présentent des risques de rétention et de diffusion d’agents pathogènes, tels que virus et bactéries.

On connait la demande de brevet internationale WO 01/53755 qui divulgue un terminal mural de climatisation pouvant être vertical. Cependant, la forme des canalisations et la position des ailettes entraine des difficultés de condensation réduisant la capacité d’échange thermique.

On connait également la demande de brevet américain US 2013/240 187 qui divulgue un terminal horizontal de climatisation, présentant un risque accru de condensation et de défaut d’écoulement d’eau résolu par l’ajout d’une feuille de drainage.

PRÉSENTATION DE L’INVENTION

La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.

À cet effet, la présente invention vise un terminal mural de climatisation réversible vertical, qui comporte :

- un boîtier, dont la plus grande dimension définit une direction verticale, comportant une entrée d’air, au moins un ventilateur, un échangeur de chaleur et une sortie d’air et

- une face avant de masquage des éléments du boîtier vertical ; dans lequel l’échangeur de chaleur comporte :

- des ailettes d’axe principal horizontal et - des canalisations portant les ailettes, chaque canalisation présentant, dans la direction du flux d’air principal parcourant les ailettes, une dimension supérieure à sa dimension dans la direction horizontale perpendiculaire à la direction du flux d’air principal.

On rappelle ici qu’une climatisation réversible fournit chauffage ou refroidissement de l’air.

Grâce à ces dispositions, la surface d’échange thermique entre les ailettes et les canalisations sont maximisées tout en réduisant la résistance fluidique des canalisations dans la direction d’écoulement de l’air sur les ailettes.

Dans des modes de réalisation, les canalisations présentent une section oblongue et produite par écrasement à la presse de canalisations cylindriques à directrices circulaires.

Dans des modes de réalisation, les ailettes et/ou les canalisations comportent du cuivre.

Grâce à ces dispositions, les ailettes et/ou les canalisations procurent un effet antiviral et/ou antibactérien.

Dans des modes de réalisation, les ailettes sont en accordéon dont les arêtes sont parallèles à la direction du flux d’air principal.

Grâce à ces dispositions, l’échange de chaleur est particulièrement efficace. De plus, l’écoulement de la condensation d’eau sur les ailettes et les canalisations se fait de façon verticale, régulière et optimisée, permettant ainsi une évacuation de l’eau de condensation.

Dans des modes de réalisation, au moins une canalisation comporte des ailettes dont l’écartement entre deux sommets est supérieur à l’écartement entre deux sommets d’ailettes d’au moins une autre canalisation.

Grâce à ces dispositions, la surface d’échange thermique peut différer d’une canalisation à l’autre.

Dans des modes de réalisation, au moins une canalisation comporte des ailettes dont l’écartement entre deux sommets et supérieur ou égal à une fois et demie l’écartement entre deux sommets d’ailettes d’au moins une autre canalisation.

Dans des modes de réalisation, les deux canalisations les plus éloignées dans la direction horizontale perpendiculaire à la direction du flux d’air principal comportent des ailettes dont l’écartement entre deux sommets est supérieur à l’écartement entre deux sommets d’ailettes de chaque autre canalisation. Le plissage aux deux extrémités provoque en effet un meilleur écoulement : les plis sont alors très près voire contre le boîtier, ils n'ont donc pas d'espaces de libre comme les autres plis qui sont entre les tubes aplatis. Un plus grand écartement, c’est- à-dire un plus grand angle entre deux ailettes, ou encore un plus faible nombre d’ailettes connectées aux canalisations extrémales permet de faciliter et/ou forcer l'écoulement de l'eau de condensation. Dans des modes de réalisation, le terminal comporte, de plus, un bac de récupération de l’eau de condensation en bas de l’échangeur de chaleur, ce bac comportant du cuivre.

Ce bac procure ainsi un effet antiviral et/ou antibactérien.

Dans des modes de réalisation, le filtre comporte de l’acier inoxydable et un catalyseur d’oxyde de titane.

Dans des modes de réalisation, le filtre comporte au moins une source de rayonnements ultra-violets.

Grâce à chacune de ces dispositions, le filtre procure un effet antiviral et/ou antibactérien.

Dans des modes de réalisation, le terminal comporte un moyen de détection de la séparation, même partielle, de la face avant, d’une part, et du boîtier, d’autre part, ce moyen de détection commandant l’extinction de la source de rayonnements ultraviolets quand la face avant est séparée, au moins partiellement, du boîtier.

Dans des modes de réalisation, l’entrée d’air du boîtier comporte une grille à lames obliques par rapport à la direction du flux d’air principal.

Grâce à chacune de ces dispositions, une personne placée à côté du terminal ne peut pas voir de source de rayonnements ultra-violets.

Dans des modes de réalisation, le terminal comporte, de plus, en aval de l’échangeur de chaleur, un déflecteur qui oriente une partie au moins du flux d’air sortant de l’échangeur à travers la face avant.

Grâce à ces dispositions, le flux d’air sortant est au moins partiellement orienté de manière oblique ou perpendiculaire par rapport à la face avant du terminal.

Dans des modes de réalisation, chaque ventilateur est en amont de l’échangeur de chaleur.

Les inventeurs ont déterminé que cette configuration réduit le niveau sonore de la ventilation, notamment en évitant la cavitation de chaque ventilateur.

Dans des modes de réalisation, chaque canalisation est connectée à un purgeur d’air positionné à une extrémité de la canalisation selon la direction verticale. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du terminal de climatisation vertical antiviral objet de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :

- La figure 1 représente, en vue de face, un mode de réalisation particulier du terminal objet de l’invention,

- La figure 2 représente, en vue de côté gauche, le terminal illustré en figure 1 ,

- La figure 3 représente, en vue de côté droit, le terminal illustré en figures 1 et 2,

- La figure 4 représente, en section horizontale, le terminal illustré en figures 1 à 3,

- La figure 5 représente, en section, des extrémités d’un boîtier du terminal illustré en figures 1 à 4,

- La figure 6 représente, en vue de face, le terminal illustré en figures 1 à 5, sans sa face avant,

- La figure 7 représente, en vue de côté partielle, un échangeur de chaleur incorporé au terminal illustré en figures 1 à 6,

- La figure 8 représente, en coupe horizontale partielle, la partie de l’échangeur de chaleur illustrée en figure 7,

- La figure 9 représente, sous forme de logigramme, des étapes de fabrication d’un terminal objet de l’invention,

- La figure 10 représente, en vue de côté partielle, une liaison d’un terminal avec une pompe à chaleur réversible et

- La figure 1 1 représente, en vue de côté partielle, une liaison d’un terminal avec un circuit de fluide caloporteur froid, d’une part, et avec un circuit de fluide caloporteur chaud, d’autre part.

DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION

La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.

On note, dès à présent, que les figures sont, chacune, à l’échelle et que les échelles des différentes figures peuvent être différentes. Dans toute la description, on appelle « supérieur >> ou « haut >> ce qui est en haut ou orienté vers le haut, sur les figures 1 à 3, 6 et 7, figures qui correspondent à la configuration d’utilisation normale du terminal 20. On appelle « inférieur >> ou « bas >> ce qui est en bas ou orienté vers le bas, dans ces figures. Les notions de vertical et horizontal découlent de ces définitions et sont celles de ces figures. On appelle « interne >> ce qui est proche de ou orienté vers le plan vertical central du terminal 20 parallèle à sa face avant, et « externe >> ce qui est proche de la surface périphérique du terminal ou orienté vers cette surface périphérique.

On appelle « avant >> ce qui est représenté en figure 1 , « gauche >> ce qui est représenté en figure 2 et qui est à gauche en figure 1 , « droit >> ce qui est représenté en figure 3 et à droite en figure 1 , et « arrière >> ce qui est représenté en haut en figures 4 et 5, à gauche en figure 2 et à droite en figure 3, et qui est, en utilisation normale du terminal, contre une paroi.

On observe, en figures 1 à 3, un terminal mural 20 de climatisation réversible vertical. Ce terminal 20 comporte un boîtier arrière 21 , dont la plus grande dimension définit une direction verticale. Le boîtier 21 comporte, à gauche, une entrée d’air, ou grille d’entrée d’air, 23 et un panneau de commande 25, et, à droite, une sortie d’air, ou grille de sortie d’air, 24. Le boîtier 21 est surmonté, du côté avant, par une face avant 26 de masquage des éléments du boîtier 21 . La face avant 26 comporte un cadre périphérique 22, une ouverture 27 d’échappement d’air à travers la face avant 26 et un décor central. La direction et le sens du flux d’air principal sont représentés par la flèche 48, un flux d’air secondaire pouvant sortir du terminal 20 à travers la face avant 26.

Bien que, dans le mode de réalisation représenté dans les figures, le flux d’air principal 48 aille de la gauche vers la droite du terminal, dans d’autres modes de réalisation (non représentés), le flux d’air principal va de la droite vers la gauche de ce terminal.

Par exemple, dans le mode de réalisation décrit dans les figures, un déflecteur 46 en aval de l’échangeur de chaleur 32 dévie une partie de l’air sortant de cet échangeur 32 à travers l’ouverture 27 de la face avant 26.

Dans des modes de réalisation, le cadre périphérique 22 comporte au moins une source de lumière (non représentée), par exemple des diodes électroluminescentes (en anglais, light-emitting diode ou LED) ou émettant de la lumière dans le spectre visible. La figure 4 est une section du terminal 20 selon le plan A-A défini en figure 1 . On observe, en figure 4, que le boîtier 21 comporte, de gauche à droite, c’est-à-dire en suivant le flux d’air principal, l’entrée d’air 23, un filtre 30, au moins un ventilateur 31 , un échangeur de chaleur 32 et la sortie d’air 24. L’échangeur de chaleur 32 comporte des ailettes 28, 38 d’axe principal horizontal parallèle à la direction d’écoulement du flux d’air principal. L’échangeur de chaleur comporte aussi des canalisations 36 portant les ailettes 28, 38.

On observe, en figure 5, que l’entrée d’air 23 et la sortie d’air 24 ne sont pas symétriques. L’entrée d’air 23 comporte une grille à lames 44 obliques par rapport à la direction 48 du flux d’air principal. Ces lames obliques 44 interdisent la sortie de rayonnements lumineux directs depuis l’intérieur du boîtier 21 vers la gauche du boîtier 21 . Comme on le décrit en regard de la figure 6, les rayons lumineux ultra-violets, potentiellement nocifs, émis à l’intérieur du boîtier 21 y sont donc confinés.

La sortie d’air 24 comporte des lames 45 parallèles à la direction 48 du flux d’air principal à l’intérieur du boîtier 21. Une telle configuration permet de créer un effet venturi qui dégage l’air vers l’espace à chauffer ou refroidir.

Comme on l’observe en figure 6, à l’intérieur du boîtier 21 , le filtre 30 comporte, préférentiellement, un cadre, par exemple en aluminium, portant une grille 33, comportant de l’acier inoxydable (« inox ») et un catalyseur d’oxyde de titane, et au moins une source 34 de rayonnements ultra-violets illuminant la grille 33. Par exemple, chaque source 34 est une diode électroluminescente émettant dans le spectre ultraviolet. Grâce à ces dispositions, le filtre 30 est antiviral.

Dans le mode de réalisation représenté, treize sources 34 sont représentées. Préférentiellement, le terminal 20 comporte un moyen de détection (non représenté) de la séparation, même partielle, de la face avant 26, d’une part, et du boîtier 21 , d’autre part. Par exemple, ce moyen de détection est un contact électrique ou un interrupteur (non représenté) qui n’est fermé que quand la face avant 26 est positionnée et verrouillée sur le boîtier 21. Ce moyen de détection commande l’extinction de la source de rayonnements ultra-violets quand la face avant 26 est séparée, au moins partiellement, du boîtier 21 .

Dans le mode de réalisation représenté, la grille 33 est en accordéon, avec les arêtes, ou plis, horizontales et perpendiculaires à la direction du flux d’air principal 48 pour éviter des pertes de charge. Le boîtier 21 comporte, ici, treize ventilateurs 31 montés verticalement et perpendiculairement à la direction du flux d’air principal 48, côte à côte sans espace intercalaire. Préférentiellement, les ventilateurs 31 sont de type hélicoïdal à faible vitesse de rotation. Les ventilateurs 31 sont, dans la direction 48 du flux d’air, en amont de l’échangeur 32, ce qui réduit les risques de cavitation et de nuisance sonore.

L’échangeur de chaleur 32 comporte des ailettes 28, 38 et des canalisations verticales 42 se terminant, en haut et en bas par des demi-cercles 36. L’entrée 35 de chaque canalisation 42 est reliée à une sortie d’une source de fluide caloporteur (non représentée), par exemple un échangeur de chaleur ou une chaudière. La sortie 37 de chaque canalisation 42 est reliée à une entrée de cette source de fluide caloporteur.

Préférentiellement, le fluide caloporteur est de l’eau ou de l’eau glycolée, pour des raisons de protection de l’environnement. Ce fluide caloporteur peut aussi être un autre fluide frigorigène.

Le boîtier 21 comporte, de plus, un bac 39 de récupération de l’eau de condensation en bas de l’échangeur de chaleur 32. Ce bac est relié à une sortie d’eau (non représentée) fonctionnant par gravité ou grâce à une pompe. Préférentiellement, le matériau de ce bac 39 comporte du cuivre, voire est du cuivre. Le bac 39 procure ainsi un effet antiviral et/ou antibactérien.

Comme on l’observe en figure 7, vue de côté, et en figure 8, vue en coupe, les canalisations 42 de l’échangeur de chaleur 32 présentent, dans la direction 48 du flux d’air principal, une dimension 49 supérieure à sa dimension 47 dans la direction horizontale perpendiculaire à la direction 48 du flux d’air principal. Préférentiellement, le ratio des dimensions 49 et 47 est compris entre 1 ,5 et 2,5, préférentiellement entre 1 ,75 et 2,5 et, plus préférentiellement, égal à deux.

Des colles thermiques ou, préférentiellement, des soudures métalliques 43 relient thermiquement les canalisations 42 aux ailettes 28, 38.

Grâce à la forme allongée dans la direction 48 du flux d’air principal des canalisations 42, la surface d’échange thermique entre les ailettes 28, 38 et les canalisations 42, ici les soudures 43, est maximisée. De plus, cette forme réduit la résistance fluidique, au passage de l’air en circulation, des canalisations 42 dans la direction d’écoulement de l’air sur les ailettes 28, 38. De plus, cette forme maximise la descente de l’eau condensée le long des canalisations 42. Dans le mode de réalisation représenté, les canalisations 42 présentent une section oblongue. Cette forme des canalisations 42 est produite, par exemple, par écrasement à la presse de canalisations cylindriques à directrices circulaires.

Dans le mode de réalisation représenté, les ailettes 28, 38 sont en accordéon, avec les arêtes parallèles à la direction 48 du flux d’air principal. Préférentiellement, lorsque les ailettes 38 sont positionnées entre deux canalisations, les ailettes 38 sont fixées à chacune des canalisations 42. En d’autres termes, chaque angle de l’accordéon est fixé à une canalisation 42. Préférentiellement, les ailettes 28, 38 comportent du cuivre, voire sont en cuivre. Les ailettes procurent ainsi un effet antiviral et/ou antibactérien. De plus, le cuivre procure un échange thermique optimal.

Dans des modes de réalisation, au moins une canalisation 42 comporte des ailettes 28 dont l’écartement entre deux sommets est supérieur à l’écartement entre deux sommets d’ailettes 38 d’au moins une autre canalisation 42. Préférentiellement, l’écartement entre deux sommets des ailettes 28 est supérieur ou égal à une fois et demie l’écartement entre deux sommets des ailettes 38. Encore plus préférentiellement, l’écartement entre deux sommets des ailettes 28 est égal à deux fois l’écartement entre deux sommets des ailettes 38.

Ainsi, chaque canalisation 42 est refroidie par une même surface d’ailette, que les canalisations soient connectées à des ailettes partagées 38 ou à des ailettes simples 28. On appelle « ailette partagée >> 38, une ailette connectée à deux canalisations 42 et « ailette simple >> 28 une ailette fixée à une unique canalisation 42.

Grâce à ces dispositions, le gradient de température à flux constant est sensiblement le même pour chaque canalisation 42.

Dans des modes de réalisations préférentiels, les deux canalisations 42 les plus éloignées dans la direction horizontale perpendiculaire à la direction du flux d’air principal comportent des ailettes 28 dont l’écartement entre deux sommets est supérieur à l’écartement entre deux sommets d’ailettes 38 de chaque autre canalisation 42. Cette caractéristique est notamment illustrée en figure 7. En d’autres termes, les ailettes simples sont positionnées sur les canalisations 42 extrêmes de l’échangeur de chaleur.

Dans des modes de réalisation non représentés, le terminal objet de l’invention comporte, de plus, un échangeur de chaleur secondaire, en aval de l’échangeur de chaleur 32, qui, comme l’échangeur 32, comporte :

- des ailettes d’axe principal horizontal et - des canalisations portant les ailettes, chaque canalisation présentant, dans la direction du flux d’air principal parcourant les ailettes, une dimension supérieure à sa dimension dans la direction horizontale perpendiculaire à la direction du flux d’air principal.

Dans des modes de réalisation, chaque canalisation 42 est connectée à un purgeur d’air 29 positionné à une extrémité de la canalisation selon la direction verticale. Préférentiellement, plusieurs canalisations 42, alignées selon direction horizontale perpendiculaire à la direction du flux d’air sont connectées, par une canalisation horizontale par exemple, à une extrémité de la canalisation selon la direction verticale configurée pour être en haut lorsque le terminal 20 est installé, le purgeur est installé sur ladite canalisation horizontale. Grâce à ces dispositions, l’air qui peut être présent dans les canalisations remonte vers le purgeur qui peut être ouvert pour laisser s’échapper l’air. La figure 10 représente, en vue de côté partielle, une liaison d’un terminal 20 avec une pompe à chaleur réversible (non représentée). Une canalisation d’entrée 71 transporte le fluide caloporteur de la pompe à chaleur vers le terminal 20 et une canalisation de retour 72 transporte le fluide caloporteur en retour. Une vanne 73 commandée par le panneau de commande 25 peut prendre deux positions. Dans la position ouverte, la vanne 73 oriente le fluide caloporteur provenant de la canalisation 71 vers les canalisations internes 74 du terminal 20. Ces canalisations internes 74 sont reliées entre elles par des ponts 75. Dans la position fermée, la vanne 73 oriente le fluide caloporteur provenant de la canalisation 71 directement vers la canalisation de retour 72.

La figure 1 1 représente, en vue de côté partielle, une liaison d’un terminal 20 avec un circuit 81 et 82 de fluide caloporteur chaud, d’une part, et avec un circuit 84 et 85 de fluide caloporteur froid, d’autre part.

Une canalisation d’entrée 81 transporte le fluide caloporteur chaud vers le terminal 20 et une canalisation de retour 82 transporte le fluide caloporteur en retour. Une vanne 83 commandée par le panneau de commande 25 peut prendre deux positions. Dans la position ouverte, la vanne 83 oriente le fluide caloporteur chaud provenant de la canalisation 81 vers une première partie 87 des canalisations internes du terminal 20. Dans la position fermée, la vanne 83 oriente le fluide caloporteur chaud provenant de la canalisation 81 directement vers la canalisation de retour 82.

Une canalisation d’entrée 84 transporte le fluide caloporteur froid vers le terminal 20 et une canalisation de retour 85 transporte le fluide caloporteur en retour. Une vanne 86 commandée par le panneau de commande 25 peut prendre deux positions. Dans la position ouverte, la vanne 86 oriente le fluide caloporteur froid provenant de la canalisation 84 vers une deuxième partie 88 des canalisations internes du terminal 20. Dans la position fermée, la vanne 86 oriente le fluide caloporteur froid provenant de la canalisation 84 directement vers la canalisation de retour 85.

Bien entendu, les positions des vannes 83 et 86 commandant la circulation de fluide caloporteur dans les différentes ne font pas circuler simultanément le fluide caloporteur chaud et le fluide caloporteur froid dans les canalisations 87 et 88. Le panneau de commande 25 interdit ainsi l’ouverture simultanée des vannes 83 et 86.

Le même terminal 20 peut ainsi diffuser, en fonction de la position ouverte ou fermée des vannes reliées à ces différentes canalisations, de la chaleur ou de la fraîcheur. Cet avantage est particulièrement important dans le cas d’hôtels munis d’un circuit chaud et d’un circuit froid. En effet, dans un tel hôtel, en fonction des sensibilités personnelles, l’occupant d’une chambre peut demander du chauffage pendant que l’occupant d’une autre chambre demande de la climatisation.

Comme illustré en figure 9, un procédé 50 de fabrication d’un terminal 20 comporte une étape 51 d’écrasement et de torsion des canalisations 42. Au cours d’une étape 52, on constitue les ailettes 28, 38 en accordéon, par pliage d’une plaque de cuivre. Au cours d’une étape 53, on soude les ailettes 28, 38 sur les canalisations 42 comme illustré en figure 8. Au cours d’une étape 54, on assemble les connecteurs mécaniques 35 et 37 en extrémité des canalisations 42. Au cours d’une étape 55, on insère les canalisations 42 munies des ailettes 28, 38 et des entrées et sorties 35 et 37 dans un carter d’échangeur de chaleur 32. Au cours d’une étape 56, on assemble les ventilateurs 31 sur le carter, en extrémité des ailettes 28, 38. Au cours d’une étape 57, on assemble les sources 34 de rayonnements ultra-violets et une grille d’acier inoxydable (« inox ») dopée avec un catalyseur d’oxyde de titane, pliée en accordéon, pour former le filtre 30. Au cours d’une étape 58, on monte le filtre 30 et le carter d’échangeur 32 assemblé aux ventilateurs 31 , dans le boîtier 21 . Au cours d’une étape 59, on effectue les branchements électriques et le montage du panneau de commande 25.

Au cours d’une étape 60, on assemble le bac 39 de récupération de l’eau de condensation en bas du boîtier 21. Au cours d’une étape 61 , on met en forme le panneau de face avant 26. Au cours d’une étape 62 optionnelle, on installe des sources de lumière dans la face avant 26. Au cours d’une étape 63, on assemble le décor sur le panneau de face avant 26. Au cours d’une étape 64, on effectue le montage final et le verrouillage de la face avant 26 sur le boîtier 21 .

La mise en oeuvre de la présente invention est d’autant plus écologique, c’est-à- dire avec un faible impact sur l’environnement, que l’eau, éventuellement glycolée, sert de fluide caloporteur dans le terminal. En effet, on diminue ainsi la quantité de fluide frigorigène des installations par pompe à chaleur et le risque de fuite de celles-ci.