Brevet FR2406788A1 — publié le 19790518

La presente invention se rapporte à un dispositif de recyclage des condensats dans une pompe à chaleur. On sait que dans les pompes à chaleur, on utilise frequemment des échangeurs dits "batteries froides" constitués par exemple par des échangeurs à ailettes qui sont solidaires d'un réseau de tubes dans lequel circule un fluide réfrigérant ; ce fluide peut être par exemple de l'eau glacee ou un fluide frigorigène en évaporation. On fait circuler le milieu a refroidir, généralement de l'air, dans la batterie par l'intermédiaire d'un ventilateur incorpore dans le caisson de la pompe à chaleur. On sait que l'air contient en proportions variables de la vapeur d'eau et il arrive fréquemment que la température de l'air soit abaisse au dessous du point de rosée dans la batterie, de sorte qu'il y a condensation d'eau. Cette eau doit être recueillie et évacuée par exemple par des canalisations. Si les canalisations sont connectées à un réseau général d'évacuation, elles doivent être équipées d'un siphon pour éviter des remontees de gaz malodorants, ce qui pose des problèmes. D'abord en cas de périodes de non fonctionnement ou de fonctionnement en air relativement sec, il peut ne plus y avoir de condensats, de sorte que la garde d'eau du siphon est susceptible de disparaitre, le siphon ne pouvant plus alors remplir sa fonction. Ensuite, la batterie est souvent logée dans un caisson en dépression par rapport à la pression atmosphérique, ceci pour assurer le déplacement de l'air traite. Cette dépression tend à rendre instable le fonctionnement du siphon et peut entrainer des desiphonnages si la garde d'eau n'est pas importante. On connait également des systèmes en circuit fermé afin d'éviter l'évacuation des condensats vers l'extérieur. Par exemple on connait des dispositifs à évaporation dans lesquels les condensats sont recueillis dans une capacité munie d'une résistance électrique de chauffage et d'un detecteur de niveau. Lorsque les condensats atteignent un niveau prédéterminé, le détecteur actionne un contact qui met en circuit la resistance électrique ; les condensats sont ainsi portés à ébullition, s'évaporent et sont évacués par l'air circulant à travers la batterie, généralement en aval de celle-ci. Ce dispositif est relativement coûteux et a l'inconvénient de consommer une énergie non récupérable. On connait egalement des dispositifs de récupération des condensats formés d'une part par un organe de prélèvement disposé dans le réceptacle de récupération et d'autre part par un organe de transfert desdits condensats sous forme divisée dans la zone de circulation du milieu gazeux. Les organes de prélèvement et de transfert sont constitués par un corps en matériau capillaire. Par ailleurs on sait que le rendement d'une batterie froide augmente lorsque la batterie fonctionne en regime dit humide, c'est-a-dire lorsque l'air traité est abaissé à une température inférieure à la température de rosee. La température de rosée étant d'autant plus élevée que l'humidité de l'air traite est importante, on comprend ainsi que l'on ait intérêt à introduire dans la batterie un air relativement humide. La présente invention a donc pour but de remédier aux inconvénients precités et concerne un dispositif de recyclage des condensats dans une pompe a chaleur de façon à ameliorer le rendement de la batterie froide en augmentant la durée de fonctionnement en regime humide. Suivant l'invention, le dispositif de recyclage des condensats est constitué par au moins un petit conduit de recyclage disposé à proximité du fond du caisson de la pompe à chaleur et dont une extrémité est située en aval de la batterie d'echange et dont l'autre extrémité debouche à proximite de l'orifice d'entrée d'air en amont de ladite batterie de telle manière que les condensats soient automatiquement recyclés dans le flux de circulation du milieu gazeux avant refroidissement. L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description qui suit, donnee à titre d'exemple, en se référant au dessin unique qui represente schématiquement une pompe à chaleur munie du dispositif de recyclage des condensats conforme a l'invention. La figure montre une pompe à chaleur comprenant un caisson 1 de forme genérale parallélépipédique constitué d'un bac 2 et d'un coucercle 3. La paroi inferieure horizontale du bac 2 comporte un orifice d'introduction d'air 4 et l'une de ses parois laterales comporte des orifices d'évacuation d'air 5. L'espace intérieur du caisson est sépare en deux régions 6a, 6b par un échangeur fluide frigorigène/air 7 du type echangeur à ailettes. Un compresseur frigorigène 9 est solidaire par l'intermédiaire d'organes de suspension appropriés à la paroi inférieure du bac 2 au-dessus de l'orifice 4. Un échangeur fluide frigorigène/eau 10 de conformation torique est disposé autour du compresseur 9 de façon sensiblement coaxiale par rapport a l'orifice 4. Dans le couvercle 3 est monte à plat un ventilateur centrifuge 11, audessus du groupe compresseur 9 de telle manière que son orifice d'entrée d'air se trouve dans l'axe de l'orifice 4. L'échangeur 7 de préférence incliné dans le sens du flux d'air est constitué par un reseau de tubes 12 interconnectés les uns aux autres et par des ailettes serties sur les tubes. Les tubes sont parcourus par un milieu frigorigène, en l'occurence un fluide frigorigène en cours d'évaporation. A proximité de la paroi inferieure du caisson 1 est placé un petit conduit 13 de recyclage de telle manière que son extremite 13a se trouve dans la région 6a en aval de l'échangeur 7 et que son extrémité 13b debouche dans la region 6b à proximité de l'orifice d'entrée d'air 4 en amont de l'échangeur 7 dans le sens de circulation de l'air. Un petit tuyau de trop plein 14 est placé dans la région 6a a un certain niveau par rapport à la paroi inférieure du caisson 1. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif de recyclage des condensats objet de l'invention. De l'air chaud et humide est introduit par l'orifice 4 dans le caisson par aspiration du ventilateur 11. Un liquide frigorigêne est injecté dans les tubes 12 de l'échangeur 7 dans des conditions de temperature et de pression permettant son ébullition dans lesdits tubes. L'evaporation du liquide frigorigène étant endothermique, l'air circulant dans l'échangeur est refroidi au contact des tubes et des ailettes et sort froid en avàl de l'échangeur. Ce refroidissement peut être tel que la température de l'air tombe au-dessous de la température de rosee, auquel cas il y a condensation d'une partie de l'eau contenue dans l'air à l'état de vapeur et simultanément saturation de l'air en vapeur d'eau. Les eaux de condensation s'ecoulent sous forme de goutelettes vers le bas de l'échangeur et tombent au fond du caisson. Il est à noter que le choix de l'inclinaison de l'échangeur par rapport au sens de circulation de l'air tend a favoriser l'écoulement vers le bas des eaux de condensation. L'air qui circule dans le caisson de la pompe a chaleur, entrainé par le ventilateur 11, crée dans la région 6b une pression et dans la région 6a une surpression si bien que l'eau qui tombe dans le fond du caisson est entrainée dans le conduit 13 vers son extrémité 13b. Cette extremite 13b étant disposee dans le flux d'air chaud qui entre dans le caisson par l'orifice 4, l'eau qui en sort, à tendance a s'évaporer de façon continue en augmentant l'humidité relative de l'air en amont de l'échangeur 7. Le même processus que ci-dessus est alors reconstitué par recondensation d'eau dans l'échangeur, collecte des condensats et recyclage automatique de d'eau en amont de l'échangeur par l'intermédiaire du petit conduit 13. Dans le cas ou le dépôt des condensats dépasse un certain niveau, le trop plein est évacué directement à l'extérieur de la pompe a chaleur par le petit tuyau 14. Ce dispositif de recyclage présente les avantages suivants D'abord en cas de fonctionnement en air humide avec formation de condensats, il permet d'eviter l'emploi de dispositifs d'evacuation, puisque ceux-ci sont recyclés en permanence. Ensuite, en cas de fonctionnement en air relativement sec pour obtenir une formation normale de condensats, il permet d'en susciter la formation puisque ceux -ci sont recyclés immédiatement* ce qui augmente le rendement de l'échangeur étant donne que l'échange thermique en batterie humide est nettement accru par rapport à l'échange thermique en batterie sèche. La description se rapporte à un mode de réalisation préférentielle de l'invention, des variantes pouvant être envisagees sans sortir du cadre de cette invention. REVENDICATIONS 1 ) - Dispositif de recyclage des condensats dans une pompe à chaleur comportant un caisson de forme générale parallélépipédique à l'intérieur duquel sont disposés un échangeur fluide frigorigène/air, un échangeur fluide frigori gène/eau, un groupe compresseur et un ventilateur pour la circulation de l'air caractérisé par le fait qu'au moins un petit conduit de recyclage 13 des condensats dans le flux d'air chaud est dispose à proximité de la paroi inférieure du caisson 1 entre la partie aval et la partie amont de l'echan- geur fluide frigorigène/air 7. 20) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'extrémité 13a du petit conduit 13 est placée dans la région 6a en aval de l'échangeur 7 par rapport au sens de circulation de l'air. 30) - Dispositif belon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'extrémi- té 13b du petit conduit 13 debcuche dans la region 6b en amont de l'echan- geur 7 et à proximite de l'orifice d'entrée d'air 4. 40) - Dispositif selon la revendication 1 caractérise par le fait qu'un petit tuyau de trop plein 14 est monté dans la région 6a à un certain niveau par rap port à la paroi inférieure du caisson 1.