FR3138189A1 - Rafraichisseur d’air comprenant au moins deux conduits de refroidissement accolés à des colonnes de modules à effet Peltier - Google Patents

Abstract

Titre : Rafraichisseur d’air comprenant au moins deux conduits de refroidissement accolés à des colonnes de modules à effet Peltier. L’invention concerne un rafraichisseur d’air (1) comportant une bouche d’entrée (5) placée en partie haute pour aspirer l’air ambiant, une bouche de sortie (9) placée en partie basse pour expulser l’air refroidi et au moins deux conduits de refroidissement (7) reliant verticalement les deux bouches, ledit flux d’air étant propulsé par au moins un ventilateur d’aspiration (6), le rafraichisseur d’air comportant en outre une pluralité de modules à effet Peltier (11) traversés par un courant électrique produisant du froid sur une surface métallique (21), caractérisé en ce que lesdits modules à effet Peltier (11) sont disposés pour former au moins deux colonnes verticales, les surfaces froides de chaque colonne constituant un coté de chaque conduit de refroidissement (7), lesdits conduits étant séparés par une séparation verticale (8). Figure d’abrégé = Fig. 1

Description

Rafraichisseur d’air comprenant au moins deux conduits de refroidissement accolés à des colonnes de modules à effet Peltier

1. DOMAINE DE L’INVENTION

L'invention concerne un rafraichisseur d’air doté d’un ventilateur propulsant de l’air ambiant dans une cavité de refroidissement, l’invention concerne plus particulièrement le fait que la cavité comporte deux conduits de rafraichissement accolés chacun à une colonne de modules produisant du froid par effet Peltier.

2. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE

La présente invention concerne un refroidisseur d’air destiné à refroidir tout ou partie d’une pièce, et notamment une pièce d’habitation. De tels équipements récupèrent de l’air ambiant à l’intérieur d’une pièce, le refroidissent et le renvoie dans la pièce. Les appareils produisent généralement de la chaleur d’un coté et du froid de l’autre, l’efficacité est accrue lorsque les calories peuvent être évacués à l’extérieur, ce qui nécessite une canalisation branchée sur une buse débouchant à l’extérieur. Les climatiseurs remplissent cette fonction, ils sont généralement incorporés au bâtiment, possèdent une sortie spécifique pour évacuer les calories à l’extérieur et sont plutôt conçus pour climatiser de grandes pièces. Pour refroidir localement une petite pièce ou une partie d’un local, il est préférable d’utiliser un appareil transportable, de petite taille et autonome en ce qu’il ne nécessite pas d’être raccordé à l’extérieur par une canalisation.

La production de froid est habituellement réalisée par un système thermodynamique se basant sur la compression et la détente d’un gaz. Ces systèmes sont bruyants car ils utilisent des pièces en mouvement, les équipements pour comprimer et détendre le gaz occupent un volume important. De plus, ils utilisent des gaz tel que le fréon, qui ont un fort effet de serre pour la planète et ont de ce fait un mauvais impact écologique. Un autre système pour produire du froid consiste à utiliser des dispositifs électroniques à effet Peltier. Un tel dispositif comporte un composant constitué d’une pluralité de jonctions de deux alliages métalliques M1 et M2 différents (par exemple le chromel et le constantan) mises en série et parcourues par un courant électrique continu. Lorsque le courant continu passe de M1 à M2, la jonction est froide, et lorsque le courant passe de M2 à M1, la jonction est chaude. En soufflant de l’air sur une pluralité de jonctions froides, le flux est ainsi refroidi. En séparant par une cloison isotherme, l’ensemble des jonctions froides et l’ensemble des jonctions chaudes, il est possible d’obtenir une température élevée d’un coté de ladite cloison et une température basse de l’autre côté.

Il est connu des modules Peltier comportant un composant Peltier fixé à un radiateur surmonté d’un ventilateur. Selon le sens du courant continu, le flux d’air produit par le ventilateur est réchauffé ou refroidi par le radiateur. Généralement, le ventilateur permet de refroidir le coté chaud du module et le coté froid est utilisé pour refroidir une enceinte, un réfrigérateur par exemple. Certains modules Peltier comportent des ailettes sur le coté froid du dispositif, qui est surmonté d’un second ventilateur pour dissiper l’air ainsi refroidi. Mais l’efficacité d’un seul module est faible et ne convient pas pour refroidir tout ou partie d’une pièce.

3. OBJECTIFS DE L’INVENTION

La présente invention a donc pour but, en évitant ces inconvénients, de fournir un appareil de refroidissement d’air compact et efficace, doté d’une structure modulaire pour être monté plus facilement et permettre un réglage simple de puissance de production du froid.

4. PRESENTATION DE L’INVENTION

A cet effet, l’invention concerne un rafraichisseur d’air comportant une bouche d’entrée placée en partie haute pour aspirer l’air ambiant, une bouche de sortie placée en partie basse pour expulser l’air refroidi et au moins deux conduits de refroidissement reliant verticalement les deux bouches, ledit flux d’air étant propulsé par au moins un ventilateur d’aspiration, le rafraichisseur d’air comportant en outre une pluralité de modules à effet Peltier traversés par un courant électrique produisant du froid sur une surface métallique. Lesdits modules à effet Peltier sont disposés pour former au moins deux colonnes verticales, les surfaces froides de chaque colonne constituant un coté de chaque conduit de refroidissement, lesdits conduits étant séparés par une séparation verticale.

De cette manière, l’air propulsé par un ventilateur est efficacement refroidi en passant dans des conduits parfaitement au contact des modules Peltier.

Selon un premier mode de réalisation, chaque module à effet Peltier disposent de son propre ventilateur de refroidissement soufflant l’air chaud à l’extérieur du rafraichisseur par des évents de ventilation placés sur le coté et/ou à l’arrière de l’appareil. De cette manière, le refroidissement des modules est plus efficace.

Selon un autre mode de réalisation, chaque module à effet Peltier dispose d’un ventilateur de dissipation placé au-dessus de la surface froide et dissipant l’air froid dans lesdits conduits de refroidissement. De cette manière, la production d’air froid au contact des surfaces froides des modules Peltier est plus efficace.

Selon un autre mode de réalisation, le ventilateur d’aspiration est placé en partie haute, à proximité immédiate de la bouche d’entrée. De cette manière, l’air ambiant est pris en hauteur et l’air froid est soufflé au bas de l’appareil, ce qui permet de le poser sur un meuble et de souffler de l’air froid à la mi-hauteur d’une pièce.

Selon un autre mode de réalisation, le rafraichisseur d’air comporte un panneau de contrôle supportant une interface utilisateur pour régler la puissance du refroidissement de l’air sortant de la bouche de sortie. De cette manière, le refroidisseur a un mode de fonctionnement simple qui minimise les composants électriques et électroniques.

Selon un autre mode de réalisation, la puissance de refroidissement est proportionnelle au nombre de modules mis sous tension, et en ce que les composants à effet Peltier d’une même colonne ont des puissances de refroidissement différentes. De cette manière, la façon de régler la puissance de refroidissement est précise et simple à mettre en œuvre.

Selon un autre mode de réalisation, le rafraichisseur d’air comporte une sonde de température mesurant la valeur de température de l’air au niveau de la bouche de sortie, une valeur mesurée pendant une durée déterminée au-dessus de la température introduite sur l’interface utilisateur déclenchant une diminution de la puissance du ventilateur d’aspiration pour baisser la vitesse du flux d’air froid. De cette manière, si la puissance de refroidissement n’est pas suffisante pour refroidir l’air à la température introduite par l’utilisateur, la puissance de ventilateur d’aspiration est diminuée pour améliorer l’efficacité du refroidissement.

Selon un autre mode de réalisation, le rafraichisseur d’air comporte une sonde de température mesurant la valeur de température de l’air au niveau de la bouche de sortie, une valeur mesurée pendant une durée déterminée au-dessus de la température introduite sur l’interface utilisateur déclenchant l’apparition d’une distinction visuelle sur le panneau de contrôle. De cette manière, l’utilisateur est averti que la température introduite ne peut être atteinte et qu’il faudrait modifier les réglages.

Selon un autre mode de réalisation, les composants à effet Peltier sont commandés par le même signal provenant du réglage de puissance de refroidissement, la modulation de la puissance s’effectue par un signal de type PWM, le réglage de puissance de refroidissement faisant directement varier le temps au cours duquel le signal est à « 1 ». De cette manière, le réglage de la puissance est très précis.

Selon un autre mode de réalisation, le rafraichisseur d’air possède un moyen de temporisation comptabilisant le temps au cours d’une durée déterminée, ledit moyen étant activé lors de la mise sous tension du rafraichisseur, inhibant l’au moins un ventilateur d’aspiration pendant ladite durée et activant ledit ventilateur d’aspiration à l’issue de ladite durée.

5.DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels :

: la représente un schéma interne d’un rafraichisseur d’air vu de face selon un exemple préféré de réalisation,

: la représente un schéma vu en coupe d’un module Peltier selon un exemple préféré de réalisation,

: la représente un schéma interne d’un rafraichisseur d’air vu sur le côté selon un exemple préféré de réalisation,

: la représente une interface utilisateur d’un rafraichisseur d’air vu du dessus selon un exemple de réalisation,

: la montre un schéma synoptique d’un circuit électronique équipant un rafraichisseur d’air selon un exemple particulier de réalisation,

: la représente selon une vue 3D la forme extérieure d’un prototype de rafraichisseur selon un exemple particulier de réalisation.

6.DESCRIPTION DETAILLEE D’UN MODE DE REALISATION

6.1 Principe général

L’invention concerne un rafraichisseur d’air comportant une bouche d’entrée placée en partie haute pour aspirer l’air ambiant, une bouche de sortie placée en partie basse pour expulser l’air refroidi et au moins deux conduits de refroidissement reliant verticalement les deux bouches. Ledit flux d’air est propulsé par au moins un ventilateur d’aspiration, le rafraichisseur d’air comportant en outre une pluralité de modules à effet Peltier traversés par un courant électrique produisant du froid sur une surface métallique. Lesdits modules à effet Peltier sont disposés pour former au moins deux colonnes verticales, les surfaces froides de chaque colonne constituant un coté de chaque conduit de refroidissement, lesdits conduits étant séparés par une séparation verticale. Ainsi, l’air propulsé par un ventilateur est efficacement refroidi en passant dans des conduits parfaitement au contact des modules Peltier.

6.2. Mode préféré de réalisation

La représente un schéma interne d’un rafraichisseur d’air vu de face selon un exemple préféré de réalisation. Le rafraichisseur d’air 1 est un appareil compact comportant un piètement 2 pour le poser sur le sol ou en hauteur sur une table ou sur un bureau. Avantageusement, une poignée 3 placée en partie supérieure permet de le transporter à la main. Le rafraichisseur d’air dispose d’une coque 4 pour compartimenter les diverses cavités et pour protéger les équipements intérieurs en assurant une bonne isolation électrique. Une bouche d’entrée d’air ambiant 5 est pratiquée dans la coque en partie haute pour aspirer l’air à l’aide d’au moins un ventilateur d’aspiration 6 situé à proximité immédiate de la bouche d’entrée. Pour limiter en hauteur l’entrée d’air ambiant tout en gardant une bonne capacité d’aspiration, deux ventilateurs placés côte à côte et horizontalement sont utilisés dans l’appareil. L’air aspiré est propulsé dans au moins deux conduits verticaux de refroidissement 7 où il est mis au contact avec des surfaces froides, les conduits étant séparés par une séparation verticale 8. L’air ainsi traité thermiquement ressort en partie basse par une bouche de sortie 9. Une interface utilisateur 10 est disposée sous la poignée ou à coté pour régler notamment la puissance du flux d’air rafraichi et sa température. Cette interface 10 se présente sous la forme d’un panneau de contrôle avec des boutons ou des touches et des dispositifs d’affichage tels qu’un écran, un ou plusieurs afficheurs et des voyants.

Selon un aspect de l’invention, le froid est généré par effet Peltier. Rappelons que l’effet Peltier est obtenu par des jonctions de deux alliages métalliques M1 et M2 de différentes compositions (par exemple le chromel et le constantan) et parcourus par un courant électrique continu. Lorsque le courant continu passe de M1 à M2, la jonction est froide, et lorsque le courant passe de M2 à M1, la jonction est chaude. Les jonctions d’un même type sont fixées sur une plaque formant un même plan, et les jonctions de l’autre type sont fixés sur une autre plaque parallèle à la première, les deux plaques étant séparée par une lamelle isolante. L’effet Peltier est généré par des modules 11 dotés d’une surface froide, d’une surface chaude et d’un ventilateur de refroidissement. Les surfaces froides des modules à effet Peltier (ou « modules Peltier » en abrégé) sont directement en contact avec les conduits verticaux de refroidissement 7. L’air ambiant aspiré par le haut à travers la bouche d’entrée 5 passe le long des différents modules et se trouve en contact avec leurs surfaces froides. En descendant, l’air se refroidit progressivement et ressort par la bouche de sortie 9 en partie basse de l’appareil. Le prototype réalisé utilise deux colonnes de quatre modules Peltier comme le montre la première figure. Les surfaces froides de chaque colonne constituent un coté de chaque conduit de refroidissement 7, un flanc de la séparation verticale 8 formant un autre coté du conduit de refroidissement.

Chaque module Peltier dispose de son propre ventilateur de refroidissement 12 soufflant sur la surface chaude. Cet air chaud est ensuite expulsé à l’extérieur par au moins un évent de ventilation 13 placé sur le coté et/ou sur l’arrière de l’appareil. Selon un perfectionnement, chaque module Peltier possède une canalisation permettant à un liquide caloporteur de transporter la chaleur émise à l’extérieur dudit module. Les canalisations sont raccordées en série ou en parallèle et traversent une unité d’échange de chaleur qui peut être dans l’appareil ou à l’extérieur. De cette façon, les modules sont plus efficacement refroidis et la chaleur peut être évacuée à l’extérieur de la zone à rafraichir.

Un circuit électronique 14 placé sous l’interface utilisateur est relié aux modules Peltier et reçoit une alimentation électrique venant du secteur. Selon un perfectionnement, le circuit électrique est également relié à des sondes de température ou de mesure d’humidité (non représentées).

Selon un exemple simple de réalisation, les modules sont électriquement mis en parallèle, ce qui diminue le nombre de fils électriques pour les alimenter. Selon une variante de réalisation, les modules sont individuellement contrôlés par le circuit électronique 14.

Avantageusement, une goulotte électrique 15 pour contenir les fils électriques reliant les différents dispositifs passe à proximité immédiate du circuit électronique 14. Ladite goulotte possède une forme en U inversé dont la section centrale s’étend horizontalement, pour descendre ensuite de chaque coté de l’appareil, en se fixant sur la face interne de la coque 4. Le circuit électronique 14 comporte des composants électroniques qui sont soudés sur la face orientée vers le haut, c’est-à-dire vers la poignée, et des connecteurs fixés du coté opposé.

La représente un schéma vu en coupe à la moitié de la structure interne du rafraichisseur selon un exemple préféré de réalisation. La coupe montre deux dispositif Peltier 12 disposé de chaque coté de la séparation verticale 8. La séparation verticale est de préférence fabriquée en feuilles de PVC, ce qui n’exclue en rien d’utiliser de l’aluminium, ou de l’acier zingué. Le dispositif électronique à effet Peltier est constitué d’au moins une jonction formée d’une plaque chaude 20 d’un certain alliage métallique et d’une plaque froide 21 d’un autre alliage métallique, les alliages étant par exemple du chromel et du constantan. Pour augmenter l’effet thermique, on peut mettre électriquement en série une pluralité de jonctions en les plaçant de part et d’autre d’une cloison isothermique, en prenant soin de placer du même côté toutes les jonctions d’un même type. Le ventilateur de refroidissement 12 est mis en contact avec un radiateur 22 comportant une pluralité d’ailettes de forme droit, et fixé sur la surface chaude 20 afin de dissiper la chaleur dans toutes les directions. La surface froide est mise en contact avec un radiateur 23 comportant une pluralité d’ailettes 24 de forme droite, le flux d’air ambiant passe entre les ailettes et se refroidit à leurs contacts. Le conduit de refroidissement 7 s’étend verticalement, un coté du conduit est la surface froide 21 et 23, un flanc de la séparation verticale 8 est un autre coté. La coque 4 et un quatrième flanc 25 situé vers les cotés de l’appareil complètent la forme du conduit de refroidissement 7 et lui confère une section rectangulaire. Le ventilateur de refroidissement 12 comporte une plaque de fixation habituellement carrée et percée d’un trou à chaque coin. Deux autres trous permettent le passage de vis de fixation qui traversent le radiateur chaud 22 et le radiateur froid 24, les plaques sont séparées par une mousse isolante. Deux vis permettent à l’ensemble de se fixer sur la chambre interne et de ce fait, de se solidariser au coté interne de la coque 4 de l’appareil.

Le moteur au centre du ventilateur de refroidissement 12 est alimenté par des fils électriques qui sont raccordés à un bornier 26. Les deux fils d’alimentation du dispositif Peltier sont également raccordés au bornier 26. Les fils en provenance du circuit électronique 14 passent par les goulottes puis se raccordent aux borniers des différents modules Peltier. De cette manière, si un module Peltier est en panne et doit être remplacé, il est facile de le démonter sans avoir à intervenir sur les autres modules.

Selon un perfectionnement, un ventilateur 27 de petite taille est fixé sur les ailettes 24 du radiateur à l’aide de vis ou tout autre moyen de fixation. Ce ventilateur dit « de dissipation » crée un mouvement d’air entre les ailettes et augmente la convection du flux d’air à refroidir. Le moteur du ventilateur de dissipation 27 est également alimenté par des fils électriques qui sont raccordés au bornier 26.

La représente un schéma interne d’un rafraichisseur d’air vu sur le côté et en coupe selon un exemple préféré de réalisation. Le circuit électronique 14 est placé en partie supérieure sous la poignée. Selon ce schéma, les ventilateurs de refroidissement 12 des modules Peltier 11 sont placés vers l’arrière du rafraichisseur d’air 1, à proximité immédiate des évents de ventilation 13. L’air réchauffé par les plaques chaudes des modules Peltier est confiné dans une cavité chaude 30 et s’échappe à l’extérieur par les évents sans se mélanger à l’air refroidi par les plaques froides des modules Peltier. Les évents de ventilation sont placés à l’arrière de l’appareil de façon que l’air chaud sorte dans la direction opposée de l’air froid et ne vienne pas le réchauffer.

L’air ambiant est aspiré à travers la bouche d’entrée 5 en partie haute du rafraichisseur à l’aide du ventilateur d’aspiration 6 et s’introduit dans une cavité froide 31 comprenant les deux conduits de refroidissement 7. Comme le montrent les flèches sur le schéma, l’air aspiré est mis au contact avec les surfaces froides dans les deux conduits de refroidissement 7. Plus l’air descend, plus il devient froid ce qui provoque de la condensation et l’apparition de gouttes d’eau. La cavité froide dispose d’un trou 32 dans sa partie la plus basse pour récupérer l’eau de condensation et la faire s’évacuer dans un récipient 33 ouvert sur le dessus et amovible. Ce récipient se retire comme un tiroir par l’arrière de l’appareil à l’aide d’une poignée. Avantageusement, un capteur doté d’une masse flottante en mousse prévient lorsque le récipient est plein. L’air refroidi ressort en partie basse par la bouche de sortie 9, cette dernière est dotée de pales de direction 34 qui pivotent horizontalement et verticalement et permettent de diriger manuellement le flux d’air.

Selon un perfectionnement, le rafraichisseur d’air comporte une buse de sortie d’air chaud venant extraire l’air de la cavité chaude 30, les évents de ventilation 13 servant alors uniquement pour l’entrée d’air. Une canalisation souple se connecte à cette buse pour extraire l’air réchauffé par les modules et le propulser à l’extérieur du local où se trouve l’appareil. De cette manière, le rafraichisseur 1 devient un climatiseur qui produit de l’air froid dans un local et expulse l’air chaud à l’extérieur de celui-ci.

La représente une interface utilisateur d’un rafraichisseur d’air vu du dessus selon un exemple de réalisation. L’interface utilisateur comporte un bouton mécanique 40 d’arrêt et de marche, pour couper complétement l’alimentation électrique venant de la prise secteur. Deux boutons poussoirs 41 sérigraphiés avec les symboles « + » et « - » permettent d’augmenter ou de diminuer une valeur de commande de la vitesse de l’air refroidi. Cette valeur est utilisée pour régler la puissance du ventilateur d’aspiration 6. Deux boutons poussoirs 42 sérigraphiés avec les symboles « + » et « - » permettent d’augmenter ou de diminuer la température de consigne du flux d’air à la sortie du rafraichisseur. Cette valeur est utilisée pour régler la puissance électrique transmise aux dispositifs Peltier.

Selon un perfectionnement, les boutons poussoirs 41 augmentent ou diminuent un chiffre variant de 0 à 9, qui apparaît sur un afficheur lumineux 43, ce chiffre étant représentatif de la puissance appliquée au ventilateur d’aspiration 6. De façon similaire, les boutons poussoirs 42 augmentent ou diminuent la valeur affichée de la température variant par exemple de 10°C à 26 °C, cette valeur apparaît sur deux afficheurs lumineux 44. De cette manière, l’utilisateur voit immédiatement les réglages actuels de son appareil.

Selon une première variante de réalisation, l’interface 10 est un écran tactile permettant à la fois d’afficher des valeurs et d’introduire des paramètres de fonctionnement. Selon une seconde variante de réalisation, les boutons poussoirs 41 sont remplacés par un potentiomètre rotatif ou linéaire, qui fournit une valeur analogique utilisable pour le réglage de puissance appliquée au ventilateur d’aspiration. Dans ce cas, il n’y a plus besoin d’afficheur, le pourtour du bouton monté sur le potentiomètre est sérigraphié et sert de repère visuel pour le réglage. Le même dispositif est utilisé pour le réglage de la puissance de refroidissement, en remplacement des boutons poussoirs 42.

Selon un perfectionnement, un voyant lumineux 45 indique que le réglage de la puissance appliquée au ventilateur d’aspiration 6 est compatible avec le réglage de température. Ce voyant s’allume lorsque la puissance appliquée au ventilateur produit un flux d’air trop puissant, et qui n’a pas le temps de se refroidir au contact des dispositifs Peltier, pour fournir la température de consigne. Selon un mode préféré de réalisation, le circuit électronique 14 mesure avec une sonde la température au niveau de la bouche de sortie 9 et si le maximum de puissance est fourni aux dispositifs Peltier, sans que la température de consigne soit atteinte, alors le voyant 45 s’allume. Selon une variante, et dans ces mêmes circonstances, le circuit électronique possède un rôle actif : il ne tient pas compte de la valeur introduite à l’aide des boutons 41, et diminue la puissance appliquée au ventilateur d’aspiration 6 pour que le flux d’air soit moins puissant, et qu’il soit d’avantage refroidi pour atteindre la température de consigne. Dans ce cas, le voyant lumineux 45 s’allume pour informer l’utilisateur que la valeur indiquée sur l’afficheur 43 n’est plus exacte car le circuit électronique a diminué la puissance appliquée au ventilateur d’aspiration 6 pour produire un flux d’air moins puissant et mieux refroidi.

Selon un perfectionnement, une valeur de l’humidité mesurée à l’aide d’une sonde placée au niveau de la bouche d’entrée 5 est affichée en pourcentage sur un afficheur composé de deux digits et flanqué du symbole « % ».

La présente un schéma synoptique d’un circuit électronique équipant un rafraichisseur d’air selon un exemple particulier de réalisation, dans lequel l’automatisation est réalisée par un programme d’ordinateur. Le circuit électronique comporte un microcontrôleur 50 associé à une mémoire programme 51 pour y mémoriser un programme et des données de réglages, de façon permanente. Le microcontrôleur 50 communique avec l’utilisateur au moyen de l’interface 10 décrite à la quatrième figure, reçoit des informations à travers un port d’entrée 52 d’une sonde de température 53 et d’une sonde d’humidité 54, et commande des actions à travers un port de sortie 55 auprès de dispositifs extérieurs, qui comprennent :

-le/les ventilateur(s) d’aspiration 6,

-le/les ventilateur(s) de refroidissement 12,

-le/les ventilateur(s) de dissipation 27 et,

-les dispositifs Peltier 20, 21.

Le circuit électronique 14 dispose d’une alimentation à découpage 57 du type AC/DC qui reçoit en entrée une tension alternative de 230 volts venant du secteur, et génère une tension continue à haute intensité de 12 volts qui alimentent les dispositifs extérieurs listés ci-dessus. En variante, l’appareil est portable et dispose de sa propre batterie rechargeable pour fonctionner, ou éventuellement des piles.

Selon un perfectionnement, une horloge 56 est embarquée sur le circuit électronique pour définir des temporisations de fonctionnement et/ou des périodes de programmation pour l’arrêt et la mise en marche de l’appareil.

Selon un mode simple de réalisation, le réglage de la puissance de refroidissement sur l’interface commande le nombre de modules Peltier mis sous tension. En choisissant la plus faible puissance, un seul module Peltier est alimenté. Lorsque la puissance est maximale, tous les modules Peltier sont mis sous tension. De cette façon, la commande est très simple, un simple commutateur électrique multi-position peut réaliser la fonction de réglage.

Selon une variante de réalisation, les composants à effet Peltier sont alimentés par le même signal et peuvent être mis en série. Le réglage de puissance de refroidissement s’effectue par un signal de type PWM (de l’anglosaxon : Pulse Width Modulator »). Ce signal est périodique, de forme carrée mais non symétrique, les temps au cours duquel le signal est à « 0 » et « 1 » étant variables. De cette manière, la puissance de refroidissement est directement proportionnelle au temps au cours duquel le signal est à « 1 ».

Les signaux émis par la sonde mesurant l’humidité de l’air ambiant au niveau de la bouche d’entrée 5 sont convertis en valeurs numériques qui sont affichées sur l’interface utilisateur, à l’aide de l’afficheur 46. L’unité centrale compare en permanence la température mesurée par la sonde de température située au niveau de la bouche de sortie 9 avec la valeur de consigne indiquée par l’afficheur 44. Si la température mesurée est au-dessus de la valeur de consigne, l’unité centrale augmente la puissance électrique envoyée aux dispositifs Peltier. L’unité centrale attend une certaine durée de 2 à 5 minutes pour stabiliser la température et effectue une nouvelle mesure. Si la température de consigne n’est pas atteinte alors, et selon un premier mode de réalisation, le voyant 45 est allumé. Selon un autre mode de réalisation, dans les mêmes circonstances, l’unité centrale allume le voyant 45 et baisse d’une certaine valeur (10% par exemple) la puissance appliquée au ventilateur d’aspiration 6 pour produire un flux d’air moins puissant et mieux refroidi. Quelque soit le mode, le voyant allumé indique à l’utilisateur que les réglages effectués sur la puissance du ventilateur et de refroidissement ne permet pas d’arriver au bon résultat.

Selon, un perfectionnement les modules dans une même colonne n’ont pas la même puissance, et peuvent être mis sous tension individuellement selon la puissance introduite sur l’interface utilisateur. Prenons par exemple, des colonnes de trois modules, le second module M2 peut avoir le double de la puissance du module M1, et le troisième module M3 est quatre fois plus puissant, soit M1 : 10 Watts, M2 : 20 Watts et M3 : 40 Watts. Il est ainsi possible de sélectionner individuellement les modules et de disposer des sept puissances ci-dessous qui s’étalent entre 10 Watts et 70 Watts pour une colonne :

10Watts : module M1 alimenté,

20Watts : module M2 alimenté,

30Watts : module M1 et M2 alimentés,

40Watts : module M3 alimenté,

50Watts : module M1 et M3 alimentés,

60Watts : module M2 et M3 alimentés,

70Watts : module M1, M2 et M3 alimentés,

La commande de puissance est alors un simple sélecteur électromécanique à 8 positions, la huitième position définissant le mode où aucun module Peltier n’est alimenté, l’appareil devenant alors un simple ventilateur. Il est possible d’obtenir quatorze puissances différentes s’étalant entre 10 Watts et 14 Watts en commandant individuellement les six modules de chacune des deux colonnes.

Selon un perfectionnement, l’interface utilisateur dispose d’un bouton 47 sérigraphié « Turbo » permettant d’inhiber les réglages introduits et d’appliquer les valeurs maximales de refroidissement et de ventilation pendant une durée déterminée, 10 minutes par exemple. Au cours de cette durée, le ou les ventilateurs d’aspiration 6 est/sont à la puissance maximale, et l’ensemble des modules Peltier est alimenté pour produire un refroidissement maximum. Une fois ladite durée écoulée, les réglages introduits par l’utilisateur sont de nouveau appliqués.

Selon un perfectionnement, lors de l’allumage, l’unité centrale attend pendant une durée déterminée, 1 minute par exemple, l’établissement des températures sur les surfaces froides et chaudes des dispositifs Peltier. A l’issue de cette durée, l’unité centrale active le ou les ventilateur(s) d’aspiration 6 de façon que l’air ainsi propulsé à l’extérieur de l’appareil soit efficacement refroidi. Un voyant ou une indication apparaît sur l’interface utilisateur pendant ladite durée pour informer l’utilisateur que l’appareil est bien en marche et qu’il va propulser de l’air refroidi dans un court moment.

La représente selon une vue 3D la forme extérieure d’un prototype de rafraichisseur d’air 1 selon un exemple particulier de réalisation. Vue de face, le pourtour du rafraichisseur présente une forme hexagonale, avec une épaisseur constante. La face horizontale inférieure possède des pieds 2 et la face horizontale supérieure supporte l’interface utilisateur 10. Les quatre cotés en oblique sont ajourés pour former des évents de ventilation 13 destinés à évacuer l’air chaud émis par les deux colonnes de modules Peltier. La face avant verticale comporte une bouche d’entrée d’air ambiant 5 placée en partie haute et en partie basse par une bouche de sortie 9 en partie basse pour expulser l’air refroidi.

Bien que la présente invention ait été décrite en référence aux modes de réalisation particuliers illustrés, celle-ci n’est nullement limitée par ces modes de réalisation, mais ne l’est que par les revendications annexées. On notera que des changements ou des modifications à la description et aux dessins pourront être apportés par l’homme du métier.

Claims (10)

1. Rafraichisseur d’air (1) comportant une bouche d’entrée (5) placée en partie haute pour aspirer l’air ambiant, une bouche de sortie (9) placée en partie basse pour expulser l’air refroidi et au moins deux conduits de refroidissement (7) reliant verticalement les deux bouches, ledit flux d’air étant propulsé par au moins un ventilateur d’aspiration (6), le rafraichisseur d’air comportant en outre une pluralité de modules à effet Peltier (11) traversés par un courant électrique produisant du froid sur une surface métallique (21), caractérisé en ce que lesdits modules à effet Peltier (11) sont disposés pour former au moins deux colonnes verticales, les surfaces froides de chaque colonne constituant un coté de chaque conduit de refroidissement (7), lesdits conduits étant séparés par une séparation verticale (8).
2. Rafraichisseur d’air selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque module à effet Peltier (11) disposent de son propre ventilateur de refroidissement (12) soufflant l’air chaud à l’extérieur du rafraichisseur par des évents de ventilation (13) placés sur le coté et/ou à l’arrière de l’appareil.
3. Rafraichisseur d’air selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque module à effet Peltier dispose d’un ventilateur de dissipation (27) placé au-dessus de la surface froide et dissipant l’air froid dans lesdits conduits de refroidissement.
4. Rafraichisseur d’air selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ventilateur d’aspiration (6) est placé en partie haute, à proximité immédiate de la bouche d’entrée (5).
5. Rafraichisseur d’air selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un panneau de contrôle (10) supportant une interface utilisateur pour régler la puissance du refroidissement de l’air sortant de la bouche de sortie (9).
6. Rafraichisseur d’air selon la revendication 5, caractérisé en ce que la puissance de refroidissement est proportionnelle au nombre de modules mis sous tension, et en ce que les composants à effet Peltier (20,21) d’une même colonne ont des puissances de refroidissement différentes.
7. Rafraichisseur d’air selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu’il comporte une sonde de température mesurant la valeur de température de l’air au niveau de la bouche de sortie (9), une valeur mesurée pendant une durée déterminée au-dessus de la température introduite sur l’interface utilisateur déclenchant une diminution de la puissance du ventilateur d’aspiration pour baisser la vitesse du flux d’air froid.
8. Rafraichisseur d’air selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu’il comporte une sonde de température (53) mesurant la valeur de température de l’air au niveau de la bouche de sortie, une valeur mesurée pendant une durée déterminée au-dessus de la température introduite sur l’interface utilisateur déclenchant l’apparition d’une distinction visuelle sur le panneau de contrôle.
9. Rafraichisseur d’air selon la revendication 6, caractérisé en ce que les composants à effet Peltier (20,21) sont commandés par le même signal provenant du réglage de puissance de refroidissement, la modulation de la puissance s’effectue par un signal de type PWM, le réglage de puissance de refroidissement faisant directement varier le temps au cours duquel le signal est à « 1 ».
10. Rafraichisseur d’air selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il possède un moyen de temporisation comptabilisant le temps au cours d’une durée déterminée, ledit moyen étant activé lors de la mise sous tension du rafraichisseur, inhibant l’au moins un ventilateur d’aspiration (6) pendant ladite durée et activant ledit ventilateur d’aspiration (6) à l’issue de ladite durée.