Brevet FR2478274A1 — publié le 19810918

La présente invention est relative à une pompe à cha- leur comportant un compresseur, dont le condenseur constitue un élément chauffant pour de l'eau et dont l'évaporateur est agencé pour être chauffé par de l'air qui est soufflé à tra- vers ledit évaporateur au moyen d'un ventilateur disposé dans une chambre, un passage pour l'air extérieur ou un passage pour de l'air intérieur pouvant être relié à la chambre du ventilateur. On connait de nombreuses pompes à chaleur ayant un éva- porateur réchauffé par de l'air, mais ces pompes à chaleur présentent certains inconvénients. Ainsi pour éviter la for- mation de givre sur l'évaporateur une telle pompe à chaleur doit être disposée dans un lieu qui est suffisamment chaud. Suivant une autre solution la pompe à chaleur peut comporter des conduits et des vannes permettant de faire circuler un agent réfrigérant chaud à travers l'évaporateur lorsqu'on dé- sire dégivrer celui-ci. On peut également utiliser pour le dégivrage un élément chauffant électrique. Le but de l'invention est de fournir une pompe à cha- leur ayant un évaporateur réchauffé par de V'air et pouvant fonctionner même C'L des températures de l'évaporateur assez basses pour que du givre puisse se former sur l'eévaporateur, mais qui est conçue de façon que celui-ci puisse être dégi- vré par des moyens simples. Dans ce but l'invention est principalement caractéri- sée en ce qu'elle comprend un dispositif de commande, par exemple un volet, agencé entre la chambre du ventilateur et les deux passages d'air pour relier à volonté l'un ou l'autre des passages d'air à la chambre du ventilateur, et en ce que le dispositif de commande comporte deux positions dans une première desquelles Ic ventilateur souffle léair provenant du passage d'air extérieur à travers ltévaporateur pour chauf- fer de l'eau, et une seconde position dans laquelle de l'air en provenance du passage pour l'air intérieur est soufflé à travers l'évaporateur. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple, dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en coupe verticale à travers un mur d'un local comportant une pompe à chaleur montée dans ce mur; - la Fig. 2 est une vue en coupe verticale à travers un plafond dans lequel est montée la pompe à chaleur; - la Fig. 3 est une vue analogue à celle de la Fig. 1 mais comportant un moteur de ventilateur réversible; - la Fig. 4 est une vue analogue à celle de la Fig. 3, dans laquelle la pompe à chaleur est reliée à un orifice de sortie d'un échangeur thermique. On a représenté à la Fig. 1 un local 10 renfermant un récipient 11 contenant de l'eau chaude. Le récipient peut ê- tre constitué par un générateur d'eau chaude ayant un réser- voir d'eau muni d'un élément chauffant, par exemple un élé- ment chauffant électrique, non représenté, d'un type connu quelconque. L'élément chauffant du réservoir est relié à un thermostat qui maintient cet élément en fonctionnement lors- que la température de l'eau en un point donné approprié de la partie supérieure du récipient est inférieure par exemple à OC. Le récipient comporte un conduit 12 d'alimentation en eau froide et un conduit de sortie 13, 14 reliés par exem- ple à des réseaux distincts. Comme source de chaleur pour le récipient 11 on utilise une pompe à chaleur 15 qui fonction- ne par exemple avec du fréon et comporte un compresseur 16. L'évaporateur 17 de la pompe à chaleur est agencé pour être chauffé par de l'air extérieur ou par de l'air provenant d'u- ne chambre 18 non chauffée, adjacente au local 10. Le conden- seur 19 de la pompe à chaleur est disposé dans le local 10 et est en relation d'échange thermique ou en contact d'échan- ge par conduction avec un conduit 20 d'eau froide amenée par l'intermédiaire d'un conduit 21 dans un système de circula- tion comprenant le récipient 11, un conduit 22, une pompe à eau 23, le conduit 20 d'échange 20 et un conduit 24 d'eau chaude branché entre les conduits 13 et 14 provenant du ré- cipient 11. La pompe à chaleur comporte des composants connus, a savoir un ventilateur 25 entra né par un moteur 26 pour souf- fler de l'air à travers l'évaporateur 17, un conduit sous pression 27 provenant du compresseur 16 et conduisant au con- denseur 19 et un conduit 29 ayant un capillaire ou un limi- teur et conduisant à l'évaporateur 17. De ce dernier un con- duit d'aspiration 30 est relié au compresseur 16. On voit à la Fig. 1 qu'entre l'évaporateur 17 et les autres composants il existe un espace libre 31, ou chambre intermédiaire, comportant un volet 32. Ce dernier peut être réglé au moyen d'un moteur 33 soit dans la position vertica- le représentée soit dans une position horizontale. Lorsque le volet 32 se trouve dans la position représentée le venti- lateur 25 souffle de l'air en provenance de l'espace 18 à l'extérieur d'un mur 34, à travers la chambre intermédiaire 31, comme représenté par les flèches 35 à travers l'évapora- teur 17. Si le volet 32 est disposé horizontalement une ou- verture 36 du carter 37 de la pompe à chaleur est fermée et une ouverture 38 d'une paroi interne 39 de la pompe à chaleur est découverte. Le ventilateur 25 aspire alors de l'air en provenance du local 10 comme indiqué par les flèches 40. Dans ce dernier cas la pompe à chaleur peut être utili- sée pour ventiler le local 10. Le même passage d'air peut 9- tre utilisé pour dégivrer l'évaporateur 17 s'il doit fonc- tionner à une température assez basse pour que du givre se forme sur lui. Dans ce but un capteur, non représenté, peut être disposé sur l'évaporateur pour actionner le moteur 33 et régler le volet 32 dans une position horizontale et arre- ter le cas échéant le compresseur 16 et la pompe à eau 23 si du givre s'est formé ou si une basse température se manifeste sur l'évaporateur. Une minuterie peut aussi être utilisée pour modifier la position du volet. Une vanne de réglage 41 est prévue sur le conduit d'eau chaude 24 en provenance de la pompe à chaleur 15, cette van- ne comportant un thermostat captant la température de l'eau, qui est réglé de manière que l'eau chaude présente une tem- pérature qui soit d'au moins environ 50 'C. En fonction de la température ambiante, de la température de l'arrivée d'eau et de la capacité de la pompe à chaleur, le débit de l'eau est modifié de manière que la température de l'eau pour la- quelle le thermostat est réglé soit maintenue. La circulation d'eau à travers la pompe à chaleur 15 provoque l'arrivée d'eau chaude à la surface de l'eau se trou- vant dans le récipient 11 qui contient en général de l'eau plus froide dans sa partie inférieure. Lorsque la pompe fonc- tionne sans prélèvement d'eau chaude, le récipient est rem- pli d'eau chaude. Lorsque dans ces conditions la température de l'eau se trouvant dans le conduit 22 menant à la pompe à chaleur s'est élevée par exemple jusqu'à 30 'C, un interrup- teur thermostatique déconnecte la pompe à chaleur tandis que la pompe à eau 23 continue toujours de faire circuler l'eau afin d'actionner de nouveau ledit interrupteur lorsque la température de l'eau dans le conduit a de nouveau diminué. La pompe à chaleur 15 représentée à la Fig. 2 est mon- tée dans le plafond 42 du local 10 dans lequel est disposé le récipient 11. La seule différence essentielle entre les agencements représentés aux Fig. 1 et 2 est, que la chambre intermédiaire 43 représentée à la Fig. 2 est située différem- ment par rapport aux composants de la pompe à chaleur 15. Le volet 32, dont la position détermine quel passage d'air est ouvert et quel passage est fermé, laisse dans ce cas passer de l'air non chauffé suivant les flèches 44 lorsqu'il se trou- ve en position horizontale et de l'air provenant du local, suivant la direction des flèches 45, lorsqu'il est en posi- tion verticale. L'agencement représenté à la Fig. 3 présente le même aspect que celui représenté à la Fig. 1. Cependant le moteur 46 du ventilateur est d'un type qui peut fonctionner dans les deux sens de rotation. Le ventilateur 25 est agencé pour souffler l'air extérieur, pendant le chauffage de l'eau dans la pompe à chaleur, à travers l'évaporateur 17, la chambre intermédiaire 31 et soit comme représenté par les flèches A le renvoyer à l'extérieur,soit comme représenté par les flè- ches C le renvoyer dans le local 10 dans lequel le récipient 11 est disposé. Dans ce dernier cas on obtient un certain re- froidissement du local 10. La pompe à chaleur représentée à la Fig.3 peut aussi être actionnée avec un certain gain avec des températures au- dessous de zéro de l'air extérieur au mur 34. Du givre peut alors se former sur ltévaporateur 17. Cependant ce givre peut être efficacement et rapidement enlevé. Le ventilateur est alors entraîné dans l'autre sens et le volet 32 est disposé horizontalement. Ltair provenant du local 10 s'écou- le alors éventuellement à travers l'évaporateur 17 comme in- diqué par les flèches B. Le ventilateur peut aussi 9tre ac- tionné de cette façon si on désire ventiler le local 10. On a représenté à la Fig. 4 un agencement qui est ana- logue à celui représenté à la Fig.2, avec un récipient Il d'eau chaude dans un local 10 et une pompe à chaleur 15 dis- posée dans le plafond 42 du local. Dans ce cas également on utilise un échangeur thermique 47 disposé par exemple dans une mansarde 48. De l'air froid est aspiré de l'extérieur et est conduit comme représenté par les flèches 49 à travers l'échangeur thermique et dans le local 10. L'air provenant du local 10 est conduit suivant un autre trajet à travers l'échangeur 47 comme représenté par les flèches 50 et dans la pompe à chaleur 15 pour chauffer son évaporateur. Un ven- tilateur est prévu dans l échangeur thermiques dans chaque passage, de façon connue. L'agencement représenté à la Fig.4 peut fonctionner pendant toute l'année. Avec l'évaporateur de la pompe à cha- leur disposé dans une mansarde et en utilisant un échangeur thermique il est possible d'éviter la formation de givre. Dans le passage d'air indiqué par les flèches 50 un seul ventilateur suffit du fait que le même air traverse l'échan- geur et chauffe l'évaporateur de la pompe à chaleur. Une pom- pe à chaleur suivant l'invention avec ou sans échangeur ther- mique peut également être montée dans un garage non chauffé, par exemple ou dans un local analogue. Comme cela ressort de ce qui précède la pompe à cha- leur peut être utilisée de façon avantageuse pour chauffer de l'eau, par exemple pour chauffer de l'eau provenant du réseau de distribution, pour le chauffage central ou pour les deux. Il peut également être utilisé pour chauffer de l'air. Dans ce cas un ventilateur est agencé dans le passage d'air après le condenseur et peut être actionné par le moteur prévu pour le ventilateur de l'évaporateur. REVENDICAT IONS 1 - Pompe à chaleur comprenant un compresseur dont le condenseur constitue un élément pour le chauffage d'eau et dont l'évaporateur est agencé pour tre chauffé par de l'air qui est soufflé, par un ventilateur (25) disposé dans une chambre (31, 43), à travers ledit évaporateur, un passage d'air (35) pour l'air extérieur ou un passage (40) pour l'air intérieur d'un local, pouvant être relié à la chambre du ven- tilateur, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de commande (32), par exemple un volet, disposé entre la chambre (31, 43) du ventilateur et les deux passages d'air (35, 40), de manière & relier à volonté l'un ou l'autre des passages d'air (35 ou 40) à la chambre (31, 43) du ventila- teur, et en ce que le dispositif de commande (32) peut pren- dre deux positions dans la première desquelles le ventilateur (25) souffle de l'air provenant du passage (35) d'air exté- rieur à travers l'évaporateur (17) pour chauffer de l'eau, et dans la seconde desquelles il souffle de l'air par le pas- sage (40) en provenance du local, à travers l'évaporateur (17). 2 - Pompe à chaleur suivant la revendication 1, carac- térisée en ce que le ventilateur (25) comporte un moteur ré- versible et est agencé, lorsqu'il fonctionne dans un sens et avec le dispositif de commande (32) dans une première posi- tion, pour souffler de l'air extérieur à travers l'évapora- teur (17) et par un passage d'air (A ou C) en provenance de l'extérieur et, lorsqu'il fonctionne dans l'autre sens et avec le dispositif de commande (32) dans une autre position pour souffler de l'air intérieur par un passage d'air (B) en provenance du local (10).