Brevet FR2459433A1 — publié le 19810109

La présente invention se rapporte d'une manière générale aux installations frigorifiques et plus particulièrement aux Pompes de Chaleur. L'invention a pour objet l'amélioration des performances de ces appareils en supprimant les inconvénients qui résultent normalement du givrage sur 1' évaporateur. I1 est notoire que,lorsque les conditions de température et d'humidité relative de l'air extérieur sont telles que l'éventualité de givrage sur 1' évaporateur est grande,il est nécéssaire de prévoir la mise en service d'un dispositif de dégivrage,constitué soit par des résistances électriques,soit par un système d'inversion de cycle dans la boucle du fluide frigorigène. Dans le premier cas,l'on fait appel à une énergie coûteuse,ce qui fait baisser de façon sensible le coefficient net de performance de l'installation.Dans le deuxième cas,le dispositif d'inversion du cycle accroît le prix de revient de l'installationsaugmente le temps de marche de l'appareil et de ce fait,diminue également le coefficient de performance. L'invention a pour objet de remédier à ces inconvénients par l'adjonction dans le circuit du fluide frigorigène,d'un échangeur placé dans le flux de l'air extérieur de manière a élever sa température avant qu'il ne traverse l'évaporateur. En effet prélèvement de l'énergie utile pour éviter le givrage,à partir de l'énergie contenue dans le fluide frigorigène à l'état liquide et avant détentebne présente aucun inconvénient pour ce qui est du rendement du dispositif de chauffage.Cette énergie a en effet le meme prix de revient que celle qui sert a chauffer les locaux et est,de plus,récupérée dans l'évapo- rateur,en meme temps que celle prélevée à l'air extérieur. Cette solution est donc plus économique que l'emploi de résistances élec triques.Par rapport à l'inversion de cycle,elle présente en outre l'avantage de ne pas interrompre les périodes de chauffage et d'éviter le refroidissement du condenseur. Par ailleurs,1a présente invention a pour effet d'augmenter les performances des Pompes à chaleur en permettant,pendant une période plus longue au cours d'une saison de chauffage,de récupérer la chaleur latente de la vapeur d'eau atmosphèrique,sans passer par le cycle condensation-vaporisation(dont le bilan total est nul) obtenu avec le dispositif d'inversion.Le règlage de la température de l'échangeur auxilliaire étant tel qu'il permette la conden sation d'une quantité d'eau maximum sur la surface de l'évaporateur sans, pour autant permettre le givrage. Le dispositif objet de la présente invention comporte essentiellement un échangeur auxilliaire intercalé dans la boucle du fluide frigorigène entre le condenseur assurant le chauffage des locaux et le détendeur situé en amont de l'évaporateur. La disposition physique de l'échangeur auxilliaire étant telle qu'il soit situé dans le flux d'air extérieur duquel sont prélevées les calories,et en amont de l'évaporateur par rapport a ce flux. Le schéma annexe illustre à titre d'exemple,le principe de montage du dispositif conforme à l'invention. Le compresseur 1 aspire le gaz frigorigéne,le comprime et assure sa cir culation dans le circuit.Dans le condenseur 2,le gaz cède au flux d'air intérieur assuré par le ventilateur 7,sa chaleur de vaporisation et une partie de sa chaleur spécifique et se condensera l'étant liquide et à une température encore élevée,il parvient à l'échangeur auxilliaire 3 et cède une partie de sa chaleur au flux d'air extérieur assuré par le ventilateur 8,élevant ainsi la température de ce flux d'air avant que celui-ci ne traverse l'évaporateur 4 qui absorbera la chaleur contenue dans cette masse d'air. Dans l'évaporateur 4,le gaz obtenu par détente du fluide frigorigène au travers du détendeur 5 possède une quantité de chaleur plus faible que celle qu'il contiendrait si il n'en avait cédé une partie dans l'échangeur 3, ce qui abaisse sa température et augmente sa capacité d'absorption de chaleur puisque cette capacité d'absorption est proportionnelle à la différence de température entre la température du gaz circulant dans l'évaporateur 4 et la température de l'air extérieur. De ce fait la quantité de chaleur cédée à l'air extérieur au travers de l'échangeur auxilliaire 3,sera compensée par le gain dans l'évaporateur 4,à un taux voisin de l'unité. Bien entendu,la présente invention n'est pas limitée à la description qui est donnée ici à titre d'exemple.Elle comprend tous les dispositifs et moyens qui tendent aux mimes fins,par exeiple,un échangeur unique comprenant les circuits de l'évaporateur et de 1 'échangeur auxilliaire en tubu- lures intercalées ou non,ainsi que tous les moyens de conthXle et de régula tion de température de l'échangeur auxilliaire permettant le bon fonctionment du dispositif proposé. Le dispositif objet de la présente invention peut être utilisé dans toutes les boucles frigorifiques assurant,soit le transfère de chaleur dans les ensembles dits "Pompes à Chaleur",soit dans les installations de conditionnement d'air,soit dans les installations de réfrigération industrielles et commerciales,chaque fois qu'il est nécéssaire d'éviter la formation de givre sur l'évaporateur sans interrompre le fonctionnement de l'installation et sans faire appel à une source d'énergie auxilliaire. REVEN DI C ATT ON 1. Dispositif évitant le givrage sur l'évaporateur des installations fri gorifiques. - caractérisé par l'adjonction dans la boucle du fluide frigorigène d'un échangeur auxilliaire entre le condenseur et le détendeur et disposé dans le flux d'air en amont de l'évaporateur. - caractérisé par l'utilisation de la chaleur du fluide frigorigène après condensation et avant détente oomme source de chaleur pour élever la température de l'air et empêcher le givrage sur l'évaporateur.