Brevet FR2313640A1 — publié le 19761231

L'invention se rapporte à une installation pour la climatisation d'immeubles comportant des pompes thermiques installées dans plusieurs pièces, qui peuvent être commutées en fonction de la demande , pour un fonctionnement en chauffage ou en refroidissement et dont les échangeurs de chaleur sont raccordés dans un circuit de fluide branché à une centrale et qui comportent un second échangeur de chaleur à circulation d'air forcé pour réchauffer ou refroidir l'air ambiant, ce second échangeur étant branché sur le circuit de fluide réfrigérant de la pompe thermique. De telles installations sont utilisées dans des immeubles dans lesquels sous le rayonnement du soleil il se produit une différence de température relativement importante entre les pièces exposées au soleil et les pièces à l'ombre. Quand une différence de température suffisante existe entre le côté au soleil et le côté à l'ombre, la chaleur dégagée lors du refroidissement des pièces exposées au soleil est transportée du côté à l'ombre par l'intermédiaire d'un circuit de liquide et utilisée pour réchauffer les pièces situées à l'ombre. Une telle récupération de la chaleur n'est toutefois possible que tant qu'au moins une partie despompesthermiques fonctionne en vue d'un refroidissement. A partir du moment où dans toutes les pièces un apport de chaleur est nécessaire, l'ensemble de l'installation doit passer en fonctionnement de chauffage électrique, l'utilisation des tarifs réduits étant exclue en raison des possibilités d'emmagasinage inexistantes. La présente invention a donc pour but de compléter une installation du type précité , à peu de frais , de manière à ce que pendant toute la période de chauffage, elle puisse fonctionner en arrêtant les pompes thermiques; comme les dispositifs de chauffage conventionnels à l'eau chaude comportant les échangeurs de chaleur à ventilation forcée. Conformément à l'invention, ce but est obtenu par le fait que sur la trajectoire d'écoulement du ventilateur associé au second échangeur de chaleur disposé dans le circuit de fluide réfrigérant est prévu un troisième échangeur de chaleur branché en parallèle au premier dans le circuit de fluide réfrigérant, les raccordements du premier et du troisième échangeur de chaleur pouvant être alternativement fermés par des soupapes, et en ce que le circuit de liquide peut être suivant la demande chauffé par un dispositif de chauffage complémentaire ou refroidi, également à la demande, par un dispositif de refroidissement complémentaire. q Il est possible, dans le cadre de l'invention, de configurer le chauffage supplémentaire en chauffage à accumulation et de prévoir, pour les périodes de climatisation, dans lesquelles on doit également refroidir les locaux se trouvant du côté à l'ombre, un dispositif de refroidissement complément aire. Par les dispositions prises conformément à l'invention, il est possible d'utiliser une installation pour la climatisation des locaux, sélectivement et de manière optimale, en fonctionnement avec des pompes thermiques pour la récupération de chaleur, en fonctionnement en chauffage conventionnel ou en fonctionnement de refroidissement, des étages intermédiaires étant également possibles par la commutation correspondante d' organes appropriés. l'invention sera mieux comprise , et d'autres buts , carac téristiques,détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 montre un schéma-bloc d'une installation conforme à l'invention ;et - la figure 2 est une représentation schématique d'une pompe thermique complétée suivant la présente invention. Dans l'installation de la figure 1, on a disposé dans les pièces situées du côté ensoleillé d'un immeuble , deux pompes thermiques 1 qui sont reliées par l'intermédiaire d'une circulation de liquide 2 à une chaudière de mélange 3 Dans les pièces situées à l'ombre de l'immeuble précité sont également prévues des pompes thermiques 4 qui sont également reliées à la chaudière 3 par l'intermédiaire d'un autre circuit de liquide 5. Le contenu de la chaudière 3 peut sélectivement être chauffé par l'intermédiaire d'un dispositif de chauffage complémentaire 6 ou refroidi par un dispositif de refroidissement complémentaire 7, le dispositif de chauffage complémentaire étant réalisé sous forme d'un bloc accumulateur 8. Les différentes pompes thermiques 1 et 4 comportent comme le montre la représentation de la figure 2, un compresseur 9 dont le circuit 10 de fluide de refroidissement est relié par l'intermédiaire d'une vanne il à quatre voies et quatre positions à un premier échangeur de chaleur et un second échangeur branché en série avec le premier qui dispose, grâce à un ventilateur 14, d'une circulation d'air forcée. Au moyen d'un tube capillaire 15 qui est monté entre le premier échangeur de chaleur 1 2 et le second échangeur de chaleur 13 dans le circuit secondaire 16, s'effectue de manière connue l'évaporation du fluide réfrigérant liquéfié dans le compresseur 9. L'échangeur de chaleur 12 est branché par l'intermédiaire d'une soupape magnétique 17 au circuit de liquide 2 ou 5. Parallèlement on a branché au circuit 2 ou 5 , un autre échangeur de chaleur 18 par l'intermédiaire d'une soupape à commande magnétique 19 qui est disposé dans le circuit d'écoulement du ventilateur précité. Pour un fonctionnement en récupération de chaleur , c'està dire lorsque les pompes thermiques 1 sont branchées en fonctionnement de refroidissement et les pompes thermiques 4 en fonctionnement de chauffage, ce qui est obtenu par une position correspondante de la soupape 11 à quatre voies et quatre positions , les soupapes 17 des pompes thermiques 1 et 4 sont ouvertes et les soupapes 19 fermées. Le dispositif de chauffage complémentaire 6 et le dispositif de refroidissement complémen taire 7 sont arrêtés au cours de cette phase de fonctionnement mais il est toutefois possible d'obtenir , pour ce type de fonctionnement, un apport complémentaire de chaleur ou de froid. De la chaudière 3, par l'intermédiaire du circuit 2, un liquide présentant une température d'environ 300C est amené par l'intermédiaire des échangeurs de chaleur 1 2 aux pompes thermiques 1 puis chauffé à environ 400C dans la chaudière 3. le rendement à froid des pompes thermiques I correspond à la quantité de chaleur dégagée par l'intermédiaire du circuit de liquide 2. Par l'iSBrmédiaire du circuit de liquide 5 , on prélève à la chaudière 3 également du liquide présentant une température de 300C et de la même manière que pour les pompes thermiques 1, on l'amène par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur 12 aux pompes thermiques 4 qui, contrairement aux pompes thermiques 1, sont branchées en fonctionnement de chauffage. le retour du circuit de liquide 5 présente une température de 20 C , la différence de température entre l'amenée et le retour correspondant dans ce cas au rendement en chauffage des pompes thermiques. De cette manière, la chaleur superflue existante dans les locaux exposés au soleil, est transportée avec une dépense d'énergie relativement faible, dans les locaux situés à l'ombre présentant une température plus basse.Lorsque les conditions de température ne sont équilibrées, la température peut être maintenue à une valeur présélectionnée d'environ 3000 dans la chaudière 3 en faisant fonctionner le dispositif de chauffage complémentaire 6 ou le dispositif de refroidissement complémentaire 67. Pendant les périodes de climat au cours desquelles du côté ensoleillé, il n'ya pas d'excédent de chaleur, c'està-dire lorsque les locaux correspondants doivent être chauffés, on arrête le compresseur 9, les soupapes magnétiques 17 sont fermées et les soupapes magnétiques 19 ouvertes, si bien que les circulations de liquide 2 et 5 sont uniquement assurées par 1' intermédiaire des échangeurs de chaleur 18 à circulation d'air forcée grâce auxventilateurs 14. le contenu de la chaudière 3, pour ce type de fonctionnement, est réchauffé à une température prédéterminée à l'aide du dispositif de chauffage complémentaire 6 et la chaleur ainsi produite est délivrée , suivant la demande, par l'intermédiaire des échangeurs 18 aux pièces correspondantes En fonctionnement de refroidissement, c'est-à-dire lorsqu'on dispose d'un excédent de chaleur dans les pièces exposées à l'ombre, le refroidissement correspondant du contenu de la chaudière est obtenu de manière analogue que pour le fonctionnement en chauffage, grâce au dispositif de refroidissement complémentaire. Bien entendu l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple . En particulier , elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits , ainsi que leurs combinaisons , si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en -oeuvre dans le cadre de la revendication qui suit. REVEND i CAT iON 1.- Installation de climatisation d'immeubles comportant des pompes thermiques disposées dans différentes pièces, qui suivant la demande peuvent être branchées en fonctionnement de chauffage ou en fonctionnement de refroidissement et dont les échangeurs de chaleur sont raccordés à un circuit de liquide branché à une centrale et qui comportent un second échangeur de chaleur à circulation d'air forcée pour réchauffer ou refroidir l'air ambiant, ledit échangeur étant disposé dans le circuit de fluide réfrigérant de la pompe thermique, caractérisée en ce que dans le circuit d'écoulement du ventilateur associé au second échangeur de chaleur branché dans le circuit de fluide réfrigérant, est prévu un troisième échangeur de chaleur -branché parallèlement au premier dans la circulation de liquide , les raccordements des premier et troisième échangeurs de chaleur pouvant être alternativement fermés à l'aide de soupapes, et en ce que le circuit de liquide peut être suivant la demande chauffé à l'aide d'un dispositif de chauffage complémentaire ou refroidi à l'aide d'un dispositif de refroidissement complémentaire.