Brevet FR2420105A1 — publié le 19791012

La presente invention se rapporte à un dispositif temporisateur pour une sonde antigivre pour appareils thermodynamiques du genre pompes à chaleur. On sait que dans les pompes à chaleur, on utilise fréquemment des échangeurs dits "batteries froides" constitués par exemple par des échangeurs à ailettes qui sont solidaires d'un reseau de tubes dans lequel circule un fluide réfrigerent ; ce fluide peut être par exemple de la'eau glacee ou un fluide frigorigène en évaporation (batteries dites à détente directe). On fait circuler le milieu à refroidir, genéralement del'air,dans la batterie. On sait que l'air ambiant contient en proportions variables de la vapeur d'eau en suspension qui a tendance à se déposer sur l'échangeur relativement froid sous forme de givre, te givre, étant un mauvais conducteur de la chaleur isole le corps de l'échangeur, ce qui a pour conséquence de diminuer le rendement de celui-ci. Le dégivrage de l'échangeur peut etre obtenu par exemple en utilisant une sonde placée sur l'échangeur qui provoque l'arrêt du compresseur de la pompe à chaleur complete éventuellement par l'emploi d'une résistance électrique chauffante permettant d'améliorer le processus de dégivrage et de limiter les périodes d'arrêt. On peut egalement provoquer le dégivrage de façon périodique à intervalles préréglés par une horloge ou detecter-la presence de givre par divers moyens de façon à déclencher le processus de dégivrage. L'inconvénient des dispositifs de dégivrage actuels consiste essentiellement en une discontinuite du mode de fonctionnement de l'ensemble de l'installation tant en ce qui concerne le compresseur que l'échangeur, dont le rendement évolue en dents de scie ; en outre le dégivrage peut impliquer une consommation d'énergie supplémentaire dans le cas de l'utilisation de résistance electrique de réchauffage. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de permettre en particulier un fonctionnement plus régulier de l'ensemble de l'appareil tout en contrôlant le phénomène de givrage Suivant l'invention la sonde antigivre en contact avec la paroi de l'échangeur est montée dans ure gaine fermee à au moins une extrémité. Au cours du fonctionnement de la pompe à chaleur, la vapeur d'eau contenue dans l'air ambiant se dépose dans la gaine autour de la sonde.Dès que ts parois de lte- changeur atteignent OOC le givre commence à se former sur lesdites parois et l'eau contenue dans la gaine commence à se transformer en glare. Pendent tout le changement de l'état de l'eau en glace dans la gaine, la température de la sonde reste constante à 00C pendant un certain temps et ensuite continue à diminuer jusqu'à atteindre la température négative déterminée pour commander l'arrêt de la pompe à chaleur. L'échangeur se degivre par l'intermédiaire de l'air ambiant qui circule dans la pompe à chaleur. Pendant le dégivrage de l'échangeur, la température de la sonde remonte jusqu'à OOC et de nouveau à ce moment reste constante pendant un certain temps durant le changement d'état de la glace en eau dans la gaine. Ensuite la température remonte jusqu'à atteindre la température positive de remise en route de la pompe à chaleur. Ce dispositif permet donc de retarder le début du degivrage et d'allonger la période d'arrêt de la pompe à chaleur en utilisant la chaleur latente de solidification ou de liquéfaction d'un liquide afin d'eviter des arrêts trop fréquents du compresseur de la pompe à chaleur en ne provoquant l'arrêt que si la température critique est atteinte pendant un temps assez long, et en permettant un degivrage complet de l'appareil. Suivant une variante de l'invention, la gaine dans laquelle est placée la sonde antigivre est remplie d'eau au moment du montage de la pompe à chaleur. Suivant une autre variante de l'invention, la gaine est formée par une enveloppe remplie d'eau et montée de façon étanche sur la sonde antigivre. L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description qui suit, donnée à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexes qui re présentent - figure 1 : une vue schématique d'une sonde antigivre munie du dispositif temporisateur conforme à l'invention. - figure 2 : une variante de l'invention. - figures 3 et 4 : des graphiques permettant d'expliquer le fonc tionnement de cette invention. A la figure 1 on a représenté une sonde antigivre 1 qui est introduite dans une gaine 2 dont le diametre interieur est légèrement supérieur au diamètre extérieur de la sonde 1. L'extrémité supérieure de la gaine 2 est ouverte alors que son extrémité inférieure est fermee. L'ensemble ainsi realisé est monté dans un échangeur représenté schématiquement en 3. Au cours du fonctionnement de la pompe à chaleur, la vapeur d'eau contenue dans l'air ambiant qui circule dans l'échangeur 3 se depose sous forme de goutelettes dans la gaine 2 autour de la sonde 1. Les parois de l'échangeur étant à une température relativement basse, la vapeur d'eau se depose sur ces parois sous forme de givre. Dès que les parois de l'échangeur 3 atteignent la température 91 = OtC (figure 3) détectée par la sonde 1, la masse d'eau contenue dans la gaine 2 commence à geler. Pendant tout le changement d'état de l'eau en glace dans ladite gaine, la temperature detectée par la sonde reste constante à 91 pendant la période BC.Ensuite la température continue à diminuer jusqu'à atteindre la température négative 92 determinee-pour commander l'arrêt de la pompe à chaleur et le début du dégivrage de l'échangeur par l'intermédiaire de l'air ambiant. En pointille sur la figure 3 on a représenté la courbe suivie par la température de l'échangeur pour atteindre la température 92 si la sonde antigivre n'était pas placee dans une gaine contenant ure certaine masse d'eau. On voit, par conséquent sur ce graphique que le temps T2 pour que la sonde arrive à la température de dégivrage 92 lorsqu'elle est placée dans une gaine est supérieure au temps T1 lorsque cette même sonde n'est pas placée dans une gaine.Durant le degivrage de l'échangeur 3, la température détectée par la sonde augmente jusqu'à atteindre de nouveau la temperature 91 = OOC (figure 4). Pendant le changement d'état de la glace en eau dans la gaine 2, la temperature de la sonde reste constante pendant la période FG et ensuite augmente jusqu'a la température positive 93 déterminée pour la remise en route de la pompe à chaleur. On voit égaieiet sur la figure 4, que le temps T4 pour que la sonde arrive à la température 93 lorsqu'elle est placée dans une gaine est superieure au temps T3 lorsque cette même sonde n'est pas dans une gaine contenant une masse d'eau. Cette disposition suivant l'invention permet de retarder le declenchement du processus de dégivrage et la remise en route de la pompe à chaleur afin d'éviter des arrêts trop fréquents du compresseur de la pompe à chaleur. Suivant une variante de l'invention, la gaine 2 peut être remplie directement d'eau au moment du montage de la pompe à chaleur. A la figure 2, on a représenté un autre mode de réalisation. La gaine 2' est formée par une enveloppe remplie d'eau montee de façon etanche sur l'extrémité de la sonde 1. Le fonctionnement dans ce cas est absolument identique. La description se rapporte à un mode de réalisation préférentielle de l'invention, des variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre de cette invention. REVENDICATIONS 1 ) - Dispositif temporisateur pour une sonde antigivre pour appareils thermo dynamiques du genre pompe à chaleur comportant un échangeur dans lequel circule le fluide réfrigérant et une sonde antigivre qui contrôle la tem pérature dudit échangeur pour comnander son dégivrage caractérisé par le fait que la chaleur latente de solidification et de liquéfaction d'un li quide est utilisée pour retarder la période de dégivrage de l'echangeur et la remise en route de la pompe a chaleur. 20) - Dispositif temporisateur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la sonde antigivre 1 est placée dans une gaine 2 fermée à au moins une extrémite et contenant une certaine quantité d'eau 30) - Dispositif temporisateur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la gaine 2' est formée par une enveloppe montée de manière étanche sur l'extrémité de la sonde 1.