FR3124584A1 - Optimisation d’une consigne d’un ventilateur en fonction d’une mesure de distance avec un utilisateur - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne 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. Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Optimisation d’une consigne d’un ventilateur en fonction d’une mesure de distance avec un utilisateur
Domaine de l’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 précédent
Différents dispositifs permettent de rafraîchir des individus dans un bâtiment en cas de forte chaleur, par exemple de canicule.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Avantageusement, la valeur de consigne est bornée pour ne pas dépasser une vitesse maximale de flux d’air.
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.
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.
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.
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 :
un exemple de système de ventilation dans un ensemble de modes de mise en œuvre de l’invention ;
un exemple d’architecture schématique d’un système de ventilation dans un ensemble de modes de mise en œuvre de l’invention ;
un exemple de détermination de la consigne du ventilateur en fonction de mesures de distance, dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention.
un exemple d’abaque liant une valeur de consigne à une vitesse de flux d’air dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention.
trois exemples d’abaques liant, pour trois distances entre l’utilisateur et le ventilateur respectivement, une valeur de consigne à une vitesse de flux d’air dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention.
un exemple de panache de vitesse d’air (cartographie 2D), en fonction d’un écartement latéral et d’un écartement en profondeur par rapport par rapport à la sortie du ventilateur ;
un exemple de méthode mise en œuvre par ordinateur dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention.
La représente un exemple de système de ventilation dans un ensemble de modes de mise en œuvre de l’invention.
L’invention est basée sur deux principes :
  • une vitesse optimale de flux d’air au niveau de l’utilisateur peut être définie pour une situation donnée. Cette vitesse peut par exemple correspondre à une diminution optimale de la température ressentie par l’utilisateur en fonction de la température ambiante ;
  • la vitesse du flux d’air généré par un ventilateur décroît en fonction de la distance du ventilateur par rapport à un point de référence.
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.
Le système 100 se compose :
  • d’un ventilateur 110, orienté en direction d’une zone comprenant les épaules et la tête d’un utilisateur ;
  • d’un capteur à de distance 120, dans cet exemple un capteur ultrason permettant de déterminer la distance entre le ventilateur et l’utilisateur ;
  • d’une unité de calcul, située ici à l’arrière du ventilateur 110, configurée pour adapter une consigne du ventilateur 110 en fonction de la distance déterminée par le capteur 120, et d’une vitesse cible à atteindre. Cette unité de calcul peut être liée à un affichage LCD 130.
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.
Ce système de ventilation est donné à titre d’exemple uniquement, et de nombreuses autres dispositions sont envisageables.
La représente un exemple d’architecture schématique d’un système de ventilation dans un ensemble de modes de mise en œuvre de l’invention.
Le système de ventilation 200 comprend :
  • un ventilateur 210 ;
  • un capteur de distance 220;
  • au moins une unité de calcul 230.
Les éléments 210, 220 et 230 peuvent par exemple correspondre aux ventilateurs, et capteurs de distance 110 et 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.
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.
Le ventilateur 210 est apte à créer un flux d’air en direction d’un utilisateur, par exemple par une rotation des pales.
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.
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.
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 , dans lequel l’utilisateur prend place face à sa station de travail, un ventilateur peut donc être fixé de manière à générer un flux d’air en direction du cou et des épaules de l’utilisateur.
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….
La vitesse d’air générée par le ventilateur en un point donné dépend :
  • d’une valeur de consigne ;
  • de la distance entre le ventilateur et le point.
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 :
  • une vitesse de rotation des pales ;
  • un nombre de tours par minutes, ou RPM (de l’anglais « Rounds Per Minute », ou « Tours Par Minute » ;
  • une variation de tension d’un gradateur ;
  • un rapport cyclique, ou PWM (de l’anglais « Pulse Width Modulation » ou « Modulation de la Largeur de Pulsation » en français), définissant une modulation de la vitesse d’air fournie par le ventilateur, en pourcentage d’une vitesse maximale ;
  • etc…
La valeur de consigne définit donc la vitesse du flux d’air générée au niveau du ventilateur lui-même.
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).
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.
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.
Il peut par exemple s’agir :
  • d’un capteur ultrasons;
  • d’un capteur laser ;
  • d’une caméra, dont les images sont analysées pour déterminer la position de l’utilisateur, et donc sa distance du ventilateur ;
  • …
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.
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).
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.
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 ».
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.
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.
La vitesse cible peut par exemple être définie comme une vitesse optimale permettant de s’assurer du bon confort de l’utilisateur.
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.
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.
La représente un exemple de détermination de la consigne du ventilateur en fonction de mesures de distance, dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention.
La représente différentes opérations effectuées respectivement au niveau du capteur 220, de l’unité de calcul 230, et du ventilateur 210. Cependant, cette séparation des opérations est effectuée à titre d’exemple non limitatif uniquement, et certaines opérations peuvent être réalisées par une autre des entités du système.
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.
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 Tin tet 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…
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 :
  • si la distance est supérieure, ou supérieure ou égale, audit seuil prédéfini, stopper 332 le ventilateur ;
  • dans le cas contraire, actionner 333 le ventilateur.
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.
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:
  • déterminer 334 un écart de température ΔT par rapport à une température de confort Tconf;
  • déterminer 335 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Les figures 4a et 4b fournissent des exemples d’abaques définissant de telles transformation.
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.
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….
La représente un exemple d’abaque liant une valeur de consigne à une vitesse de flux d’air dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention.
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.
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.
L’abaque 410 peut être obtenu de différentes manières.
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.
Dit autrement, pour obtenir un abaque correspondant à une distance donnée (40 cm dans l’exemple de la ), il est possible de mesurer, par exemple à l’aide d’un anémomètre, la vitesse du flux d’air à la distance donnée du ventilateur, pour différentes valeurs de consigne. Par exemple, la valeur de consigne peut être progressivement augmentée.
La représente trois exemples d’abaques liant, pour trois distances entre l’utilisateur et le ventilateur respectivement, une valeur de consigne à une vitesse de flux d’air dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention.
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 , la vitesse de flux d’air à une distance donnée (respectivement 40, 60 et 80 cm pour les abaques 410, 420b, 430b), représentée sur l’axe vertical 420, en fonction de la valeur de consigne, représentée sur l’axe horizontal 430.
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.
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.
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.
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.
Par exemple, dans l’exemple de la , où 3 abaques sont disponibles, associés respectivement à des distances données de 40, 60, 80 cm :
  • Si la distance mesurée entre l’utilisateur et le ventilateur est de 42 cm, l’abaque 410, associée à la distance donnée de 40 cm qui est la plus proche de la distance mesurée de 42 cm, sera sélectionnée ;
  • Si la distance mesurée entre l’utilisateur et le ventilateur est de 53 cm, l’abaque 420b, associée à la distance donnée de 60 cm qui est la plus proche de la distance mesurée de 53 cm, sera sélectionnée ;
  • Etc…
Ceci permet d’utiliser l’abaque le plus approprié, parmi les différents abaques disponibles.
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.
La représente un exemple de panache de vitesse d’air (cartographie 2D), en fonction d’un écartement latéral et d’un écartement en profondeur par rapport par rapport à la sortie du ventilateur.
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.
Ceci permet d’adapter la consigne à des cas où l’utilisateur ne se situe pas nécessairement dans l’axe du ventilateur.
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.
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.
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).
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.
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.
La représente un exemple de méthode mise en œuvre par ordinateur dans un ensemble de modes de réalisation de l’invention.
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.
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.
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.
La méthode 600 peut ensuite comprendre une étape d’application de la consigne au ventilateur.
Tous les modes de réalisation discutés ci-dessus sont respectivement applicables à la méthode 600.
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.

Claims (12)

  1. Système de ventilation (200) comprenant :
    • un ventilateur (210) 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 (220) apte à fournir une mesure d’une distance entre l’utilisateur et le ventilateur ;
    • au moins une unité de calcul (230) 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.
  2. Système selon la revendication 1, dans lequel l’axe normal à la sortie du ventilateur est orienté (240) en direction d’une zone (250) comprenant la tête et les épaules de l’utilisateur
  3. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’au moins une unité de calcul est configurée pour comparer (331) la mesure de distance à un seuil prédéfini, et :
    • si la distance est supérieure, ou supérieure ou égale, audit seuil prédéfini, stopper (332) le ventilateur ;
    • dans le cas contraire, actionner (333) le ventilateur.
  4. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une unité de calcul est configurée pour :
    • déterminer (334) un écart de température (ΔT) par rapport à une température de confort (Tconf) ;
    • déterminer (335) 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.
  5. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une unité de calcul est configurée pour déterminer la valeur de consigne par application d’une transformation (340) 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.
  6. Système selon la revendication 5, dans lequel 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.
  7. Système selon l’une des revendications 5 ou 6, dans lequel 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.
  8. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel 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.
  9. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la valeur de consigne est bornée pour ne pas dépasser une vitesse maximale de flux d’air.
  10. Méthode (600) mise en œuvre par ordinateur comprenant
    • l’utilisation (610) 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 (620) 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.
  11. 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 la revendication 10.
  12. 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 la revendication 10.
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