Brevet FR2455254A1 — publié le 19801121

La présente invention concerne le domaine du chauffage de locaux et/ou d'eau sanitaire, et a pour objet une pompe à chaleur. Les pompes à chaleur existant actuellement sont générale- ment constituées par un compresseur relié, d'une part, à un évaporateur, et d'autre part, à un condenseur, par l'intermédiaire de conduites, ltévaporateur absorbant la chaleur ambiante pour la restituer par l'intermédiaire du condenseur, qui peut entre placé, à cet effet, dans un ballon à eau chaude, soit pour la production d'eau chaude sanitaire, soit pour le chauffage de locaux. Toutefois, dans ces pompes connues, les pertes d'énergie sont importantes, tant au niveau des liaisons avec le compresseur, que du compresseur lui-même. Ces pertes calorifiques peuvent partiellement entre compensées par une augmentation du taux de compression du compresseur, qui a pour effet de débiter un gaz plus chaud dans le condenseur. Cependant, ce gain d'énergie calorifique ntest obtenu que par une augmentation de la puissance absorbée par le compresseur, de sorte que le rendement n1 est pas amélioré. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet une pompe a' chaleur essentiellement constituée par un compresseur relié à un évaporateur et à un condenseur à double tube, caractérisée en ce que le compresseur est entouré par le condenseur, et est logé, ensemble avec ce dernier, dans une enceinte fermée munie dJune isolation, l'évapora teur étant placé à l'extérieur de cette enceinte. Conformément à une caractéristique de l'invention, le tube extérieur du condenseur est destiné à une circulation à contrecourant du liquide à chauffer, et est relié à un réservoir de liquide chaud, ou à un autre circuit d'utilisation. Selon une variante de réalisation de ltinvention, la pompe à chaleur est constituée par un évaporateur relié à un premier compresseur dont le tube extérieur du condenseur a double tube forme l'évaporateur d'un deuxième compresseur qui débite le gaz chaud comprimé dans un deuxième condenseur à double tube, dont le tube extérieur est traversé par le liquide à chauffer, les deux compresseurs, ainsi que les deux condenseurs étant logés dans une même enceinte fermée munie d'une isolation, seul l'évaporateur du premier compresseur étant extérieur à cette enceinte. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe d'une pompe à chaleur conforme à l'invention, et la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 d'une variante de réalisation de l'invention. Conformément à l'invention, et comme le montre plus particulièrement, à titre d'exemple, la figure 1 des dessins annexés, la pompe à chaleur, constituée par un compresseur 1 relié à un évaporateur 2 et à un condenseur à double tube 3, est caractérisée en ce que le condenseur 3 entoure le compresseur 1 avec ses spires, et en ce que l'ensemble ainsi formé est logé dans une enceinte 4 pourvue d'une isolation 5, seul l'évaporateur 2 étant disposé à l'extérieur de l'enceinte 4. Dans l'enceinte 4 sont, en outre, disposés le moteur d'entrat- nement 6 du compresseur 1 ainsi que la vanne d'expansion 7 ou tube capillaire, du liquide réfrigérant recueilli à la partie inférieure du condenseur 3 à la sortie du tube intérieur dudit condenseur 3. La sortie de la vanne 7 est raccordée à l'évaporateur 1 qui absorbe la chaleur ambiante pour réchauffer le liquide expansé obtenu à la sortie de la vanne 7 et le transformer par l'apport de chaleur en g qui pénètre comme gaz froid réfrigérant dans le compresseur 2. Dans ce dernier, le gaz est comprimé, et à la sortie du compresseur il sort sous forme de gaz chaud qui pénètre dans le tube intérieur du condenseur 3, à sa partie supérieure. Dans le tube extérieur du condenseur 3 circule à contre-courant, c'est-à-dire du bas vers le haut, un liquide à chauffer, par exemple de l'eau, qui récupère la chaleur du gaz comprimé par le compresseur 1, ce gaz se liquéfiant dans le condenseur 3 lors du transfert de chaleur. Lors de son passage dans le tube extérieur du condenseur 3, le liquide à chauffer récupère également la chaleur dégagée par le moteur 6 et par le compresseur 1, et retenue par 11 enceinte fermée 4. Ainsi est réalisée une récupération complète de l'énergie calorifique dégagée par les différents organes, de sorte que le rendement calorifique de la pompe à chaleur est notablement amélioré.En effet, la construction conforme à l'invention permet d'éviter les pertes calorifiques au niveau des différents raccords entre compresseur et condenseur, qui sont tous à l'intérieur de "enceinte 4. En outre, la construction de la pompe est plus simple, donc d'un prix de revient moindre. Le liquide chaud, par exemple de liteau chaude, récupéré à la sortie du tube extérieur du condenseur 3 peut entre utilisé, soit à des fins de chauffage de locaux, soit pour le chauffage de l'eau chaude sanitaire avec adjonction d'un réservoir à eau chaude pouvant, par exemple, former une unité de construction avec la pompe à chaleur. La figure 2 représente une variante de réalisation de l'invention, dans laquelle deux compresseurs sont reliés en série pour former une pompe à chaleur à haut rendement énergétique. En effet, un premier compresseur 8 est relié a un évaporateur 9 par l'intermédiaire du tube intérieur de son condenseur 10 à double tube, et à un deuxième compresseur 11 par l'intermédiaire du tube extérieur de son condenseur 10, qui forme l'évaporateur de ce deuxième compresseur 11, les deux compresseurs 8 et 11 étant disposés dans une enceinte fermée 12 munie d'une isolation 13.Les compresseurs 8 et 11 avec leur moteur respectif sont entourés chacun par son condenseur à double tube 10 et 14, de manière identique au compresseur de la figure 1, et les vannes d'expansion 15 et 16 ou tubes capillaires, du premier compresseur 8 et du deuxième compresseur 11 sont également logées dans l'enceinte 12. Dans ce mode de réalisation, le premier compresseur 8 absorbe la chaleur ambiante et la transmet au deuxième compresseur 11, qui la restitue sous forme de chaleur utilisable, soit pour le chauffage de locaux, soit pour le chauffage d'eau chaude sanitaire. En effet, l'évaporateur 9 du compresseur 8 absorbe la chaleur ambiante pour réchauffer le gaz délivré à la sortie de -la vanne 15, ce gaz étant alors comprimé dans le compresseur 8 puis envoyé dans le tube intérieur du condenseur 10 sous forme de gaz chaud.Dans ce condenseur 10 circule à contre-courant un liquide réfrigérant expansé délivré à la sortie de la vanne 16, qui refroidit le gaz sortant du compresseur 8, et qui se réchauffe pour & re--transformé en gaz froid avant de pénétrer dans le compresseur 11, dont il sort sous forme de gaz chaud comprimé pour entre envoyé dans le tube intérieur du condenseur 14. Dans le tube extérieur de ce dernier circule à contre-courant un liquide à chauffer, par exemple de l'eau, qui refroidit le gaz jusqu'à sa forme liquide, sous laquelle il retourne à la vanne 16. Le liquide chaud, par exemple de l'eau, peut alors entre récupéré à la partie supérieure du condenseur 14, pour son utilisation. Dans un tel mode de réalisation, le travail de récupération de la chaleur, et de restitution de celle-ci, est pratiquement fractionné en deux parties distinctes, de sorte que le travail mécanique de chaque compresseur, et donc de son moteur, peut être réduit pour un même rendement calorifique, et ainsi, le rendement énergétique de l'ensemble est encore accru. Du fait que la pompe de chaleur conforme à l'invention est pratiquement constituée par deux éléments séparés, à savoir l'éva- porateur et l'enceinte renfermant les autres organes, cette enceinte présente juste à sa partie extérieure des raccords pour l'évapora- teur ainsi que pour le branchement d'un circuit d'utilisation du liquide chaud ou d'un réservoir de liquide chaud, et pour le branchement électrique du ou des moteurs d'entralnement, il est possible de prévoir le raccordement d'une telle pompe sur l'évaporateur d'une machine frigorifique, telle qu'un réfrigérateur, un congélateur, ou analogue, pour produire du froid, tout en récupérant la chaleur dégagée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS 1. Pompe à chaleur, essentiellement constituée par un compresseur relié à un évaporateur et à un condenseur à double tube, caractérisée en ce que le compresseur est logé ensemble avec le condenseur, dans une enceinte fermée munie d'une isolation, seul l'évaporateur étant placé à l'extérieur de cette enceinte. 2. Pompe à chaleur, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le condenseur entoure le compresseur. 3. Pompe à chaleur, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le tube extérieur du condenseur est destiné à une circulation à contre-courant du liquide à chauffer, et est relié à un réservoir de liquide chaud, ou à un autre circuit d'utilisation. 4. Pompe à chaleur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle est constituée par un évaporateur relié à un premier compresseur dont le tube extérieur du condenseur à double tube forme l'évaporateur d'un deuxième compresseur, qui débite le gaz chaud comprimé dans un deuxième condenseur à double tube, dont le tube extérieur est traversé par le liquide à chauffer, les deux compresseurs, ainsi que les deux condenseurs étant logés dans une meme enceinte fermée munie d'une isolation, seul l'évaporateur du premier compresseur étant extérieur à cette enceinte. 5. Pompe à chaleur, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'enceinte présente à sa partie extérieure des raccords pour l'évaporateur, ainsi que pour le branchement d'un circuit d'utilisation du liquide chaud, ou d'un réservoir de liquide chaud, et pour le branchement électrique du ou des moteurs d'entraînement,