Brevet FR2480422A1 — publié le 19811016

-1- La présente invention concerne, d'une manière générale, les appareils d'échange de chaleur et elle se rapporte plus particulièrement à un support interne conçu pour remplir plusieurs fonctions à l'intérieur d'un appareil d'échange de chaleur. ' Un appareil d'échange de chaleur du type qui peut être utilisé dans une application à la climatisa- tion ou à la réfrigération est typiquement conçu pour comporter un échangeur de chaleur et un ventilateur pour faire circuler un véhicule ou agent thermique, typique- ment de l'air dans une relation d'échange de chaleur avec un fluide s'écoulant dans l'échangeur de chaleur. Dans de nombreuses applications, telles que la climati- sation, l'appareil d'échange de chaleur est monté à -15 l'extérieur de l'enceinte à climatiser pour transférer de l'énergie thermique entre le fluide frigorigène uti- lisé pour chauffer ou refroidir l'air de l'habitation et l'air ambiant s'écoulant dans une relation d'échange de chaleur avec l'échangeur de chaleur situé à l'exté- rieur de l'habitation. Un ventilateur est habituellement monté pour faire circuler de l'air à travers l'échangeur de chaleur de l'appareil. Le ventilateur fournit un courant d'air forcé pour favoriser le transfert de chaleur entre l'air et le fluide frigorigène qui s'écoule dans l'échangeur de chaleur situé à l'extérieur de l'habitation. On a trouvé que, dans certaines applications, il est plus efficace d'utiliser des échangeurs de cha- leur multiples dans l'appareil d'échange de chaleur. Ces multiples échangeurs de chaleur peuvent être montés côté à côte de sorte que l'air qui entre dans l'appareil s'écoule tout d'abord à travers un premier échangeur puis à travers le second échangeur de chaleur. Le monta- ge suivant un tel agencement a toutefois pour effet de -2- diminuer le rendement de transfert de chaleur de l'échan- geur de chaleur intérieur étant donné que l'air ambiant qui s'écoule dans une relation d'échange de chaleur avec lui a eu sa température élevée ou abaissée par l'échan- geur de chaleur extérieur. Par conséquent, la différence de température entre l'air et le fluide frigorigène qui s' coule dans l'échangeur de chaleur intérieur est abais- sée et le rendement de transfert de chaleur d'ensemble de l'échangeur de chaleur intérieur est, de ce fait, diminué. Un autre procédé utilisable pour réaliser des échangeurs de chaleur multiples consiste à les empiler l'un au-dessus de l'autre de sorte que l'air ambiant s'écoule directement à travers les deux. L'inconvénient de ce type de dispositif est le fait que l'appareil d'échange de chaleur doit avoir de grandes dimensions. Le présent agencement d'échangeurs de chaleur permet d'assembler deux échangeurs de chaleur dans uin unique appareil, l'air ambiant s'écoulant directeme.e à travers chacun des échangeurs de chaleur. Les échangeurs de chaleur sont montés de telle sorte que l'air s - ouie directement à travers l'échangeur de chaleur extériTur et est évacué hors de l'appareil par le ventilateur. L'air s'écoule dans l'appareil à travers un segment d'ad- mission d'air de la cuvette formant socle puis à tra- vers l'échangeur de chaleur intérieur et il est à nouveau évacué hors de l'appareil par le ventilateur. Par con- séquent, on a ainsi réalisé un appareil comportant deux trajets d'écoulement d'air séparés, un pour chacun des échangeurs de chaleur. Le support d'appareil est composé d'un organe support en forme de bol qui comporte des parties prévues pour être assemblées à chaque échangeur de chaleur. En outre, il est prévu une partie support de moteur de ven- tilateur en son centre et des ouvertures d'écoulement d'air disposées entre les deux échangeurs de chaleur. Le ventilateur est monté de telle sorte que ses pales aspirent l'air à travers les parties d'admission d'air situées entre les deux échangeurs de chaleur engendrant ainsi deux trajets d'écoulement d'air séparés, un pour chacun des échangeurs de chaleur. Selon un mode de réalisation préféré de la pré- sente invention, il est prévu un appareil d'échange de chaleur comportant un socle muni de moyens supports dis- posés autour de sa périphérie. Un échangeur de chaleur extérieur est monté en combinaison avec les moyens sup- port et s'étend dans l'ensemble verticalement à partir d'eux. Un échangeur de chaleur intérieur est de même monté en combinaison avec les moyens supports et s'étend obliquement vers l'intérieur à partir d'eux. Le support d'appareil est un élément support en forme de bol qui est agencé de façon à pouvoir être joint à l'échangeur de chaleur extérieur et à l'échangeur de chaleur inté- rieur. Une partie d'admission d'air est formée dans le support d'appareil entre les parties qui relient les deux échangeurs de chaleur de telle sorte que l'air peut s'écouler à travers les deux échangeurs de chaleur et être évacué à travers la partie d'admission d'air. Le support comporte, en outre, une partie support de moteur conçue pour être assemblée à un ensemble de moteur de ven- tilateur et de ventilateur et le porter. Le moteur de ventilateur est positionné par rapport aux orifices d'ad- mission d'air de façon à favoriser l'écoulement d'air par ces derniers. Le support d'appareil peut, en outre, com- porter un orifice de ventilateur fonctionnant en combi- naison avec un ventilateur à hélice pour favoriser un écoulement d'air efficace. On décrira maintenant l'invention à l'aide d'un -4- exemple particulier de réalisation et en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un ap- pareil de climatisation muni d'un support d'appareil interne; - la figure 2 est une vue isométrique du support >d'appareil; et - la figure 3 représente une partie coupée d'une vue schématique représentant un orifice de ventilateur qui peut être incorporé au support d'appareil. Le mode de réalisation décrit ci-après se réfère à un appareil d'échange de chaleur qui est conçu pour être monté en tant qu'échangeur de chaleur d'une instal- lation de climatisation d'habitation. Il doit être bien compris que ce support et cet appareil d'échange de cha- leur sont également utilisables dans d'autres applica- tions et sous d'autres configurations dans lesquelles un appareil d'échange de chaleur doit être utilisé. Il doit être également bien compris que ce support peut être adap- té à un échangeur de chaleur qui peut être utilisé dans une installation de climatisation assurant seulement le refroidissement ou dans une installation dite de "pompe à chaleur". Ce support interne pour un appareil d'échange de chaleur est susceptible d'être appliqué à divers types d'appareils et notamment, mais sans être limité à de telles applications à un appareil autonome comportant un compresseur, un circuit et, à la fois, un condensateur et un évaporateur ou bien à un simple appareil d'échange de chaleur qui ne comporte qu'un ventilateur et un échan- geur de chaleur. Sur la figure 1 à laquelle on se référera tout d'abord, on a représenté une vue schématique d'un appa- reil d'échange de chaleur. La cuvette 70 formant socle situé à la base de l'appareil est conçue pour porter -5- l'appareil et elle comporte une partie 74 support d'ap- pareil qui peut être placée sur une semelle de béton ou autre support sur lequel l'appareil est monté. La cuvet- te 70 formant socle comporte une partie 75 d'admission d'air et une pa:tie 72 support de serpentin. La partie 72 support de serpentin est divisée en une première partie 81 support de serpentin disposée de façon à por- ter l'échangeur de chaleur extérieur 22 et une seconde partie 80 support de serpentin disposée de façon à por- ter l'échangeur de chaleur intérieur 24. Le compresseur est représenté situé à l'intérieur de l'appareil, monté sur la cuvette 70 formant socle. L'appareil, comme représenté sur la figure 1, a une configuration approximativement annulaire de même que les deux échangeurs de chaleur. L'échangeur de cha- leur extérieur 22 s'étend approximativement verticale- ment, à partir de-la partie 81 support de serpentin de la cuvette 70 formant socle, autour de la périphérie de l'appareil. Une grille 34 peut être montée sur le bord extérieur de l'appareil pour empêcher que des objets étrangers puissent entrer en contact avec l'échangeur de chaleur extérieur 22. Le support 50 d'appareil est construit sous une- configuration en forme de bol. Le support 50 d'appareil comporte une partie 52 support de moteur située dans sa partie centrale. La partie 52 support de moteur est plei- ne et des organes 33 supports de moteur peuvent y être fixés pour coopérer avec le moteur 32 du ventilateur. Dans une application typique, les boulons du moteur du ventilateur peuvent être vissés dans les organes 33 sup- ports de moteur pour y fixer le moteur du ventilateur. Une partie support d'échangeur de chaleur intérieure 54 est Jointe à la partie 52 support de moteur. La partie support d'échangeur de chaleur intérieure 54 est légère- -6- ment inclinée par rapport à la partie 52 support de mo- teur et est agencée de façon à supporter le sommet de l'échangeur de chaleur intérieur 24. Une partie 56 d'admission d'air est jointe à -a partie support d'échangeur de chaleur intérieure 54 et s'étend obliquement vers le haut à partir de cette partie 54. La partie 56 d'admission d'air-comporte des ouvertures 55 d'admission d'air à travers lesquelles le véhicule ou agent thermique peut s'écouler. Une partie support d'échangeur de chaleur extérieure 58 est jointe à la partie 56 d'admission d'air et est agencée pour pou- voir être assemblée de façon à supporter le sommet de l'échangeur de chaleur extérieur 22. Des ouvertures 59 de fixation de serpentin extérieur sont formées dans la par- tie support d'échangeur de chaleur extérieure 58 en vue d'assurer la fixation du support d'échangeur de chaleur extérieur. De même, on peut voir sur la figure 2 des ou- vertures 57 de fixa:ion de serpentin intérieur qui four- nissent des moyens pour fixer la partie support d'échan- geur de chaleur intérieure 54 de l'appareil à l'échangeur de phaleur intérieur 24. Le moteur 32 de ventilateur muni d'un ventila- teur à hélice 30 a été représenté sur la figure 1, monté sur la partie 52 support de moteur du support d'appareil. Les pales du ventilateur 30 coopèrent avec l'orifice 26 de ventilateur pour assurer les caractéristiques d'écou- lement d'air appropriées à travers l'appareil. On peut voir que les pales du ventilateur sont situées en étroi- te proximité de l'orifice de ventilateur et sont dispo- sées, par rapport à la partie 56 d'admission d'air du support d'appareil, de façon que l'-ir soit aspiré à travers les ouvertures 55 d'admission d'air formées dans la partie d'admission d'air. Un couvercle 20 est monté sur le dessus de l'échangeur de chaleur extérieur 22 pour -7- fermer le dessus de l'appareil. Une grille horizontale 18 est portée au sommet de l'appareil par le couvercle et fournit un moyen qui permet l'évacuation de l'air hors de l'appareil. Au cours du fonctionnement de cet appareil, le moteur du ventilateur est mis sous tension et les pales du ventilateur 30 tournent, provoquant la circulation de l'air à travers l'appareil. Comme représenté par les flêches 90, l'air circule en s'écoulant à travers la grille verticale 34, à travers l'échangeur de chaleur extérieur 22 et à travers le partie 56 d'admission d'air du support d'appareil et est évacué à travers la grille horizontale 18 de l'appareil. De même, l'air s'écoule à travers le segment 75 d'admission d'air de la cuvette formant socle, à travers l'intérieur de l'appareil, à -travers l'échangeur de chaleur intérieur 24 jusqu'à la partie 56 d'admission d'air du support d'appareil et sort également de l'appareil à travers la grille hori- zontale 18. Par conséquent, on peut voir que des tra- jets d'écoulement séparés sont établis pour l'air ambiant à travers chaque échangeur de chaleur. On peut voir éga- lement que les échangeurs de chaleur, à savoir l'échan- geur de chaleur intérieur 24 et l'échangeur de chaleur extérieur 22, sont montés de telle sorte que leurs ex- trémités inférieures sont proches l'une de l'autre. Les extrémités supérieures des deux échangeurs de chaleur sont espacées l'une de l'autre de telle sorte qu'un espace libre est formé entre les deux échangeurs de chaleur. C'est dans cet espace que l'air est aspiré à travers les deux échangeurs de chaleur par le ventila- teur 30. La figure 2 représente une vue isométrique des diverses parties du support 50 d'appareil, tel que dé- crit ci-dessus. -8- La figure 3 est une vue partielle du support 50 d'appareil représentant la partie 56 d'admission d'air et la partie support d'échangeur de chaleur extérieure 58. Les pales du ventilateur 30 sont représentées dans leur position montée par rapport à ces deux parties, la partie support d'échangeur extérieur 58 comportant une surface 61 d'orifice de ventilateur qui coopère avec les pales du ventilateur 30 pour former un orifice de ventilateur. La formation de cette surface en tant que partie du support d'appareil sert à éviter la nécessité d'avoir à utiliser une structure séparée délimitant l'orifice de ventilateur, tel que celle représentée sur la figure 1. -9- REVENDICATIONS 1. Appareil d'échange de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte un socle (70) pour porter l'appareil d'échange de chaleur, muni de moyens supports (80, 81) disposés autour d'une partie de la périphérie du socle 5 un échangeur de chaleur (22) s'étendant approximative- ment verticalement monté autour d'une partie de la péri- phérie de l'appareil en combinaison avec les moyens sup- ports du socle; un support (50) d'appareil ayant une configuration générale en forme de bol, ce support s'é- tendant entre des parties de l'échangeur de chaleur et reliant celles-ci et comportant des ouvertures (55) d'écoulement d'air; et des moyens (30) de ventilation montés par rapport au support d'appareil de façon à provoquer la circulation d'air à travers une partie de l'appareil d'échange de chaleur en s'écoulant à travers l'échangeur de chaleur et à travers les ouvertures du support d'appareil. 2. Appareil selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les moyens (30) de ventilation sont montés sur le support (50) d'appareil. 3. Appareil selon la revendication 2, carac- térisé en ce que le support d'appareil délimite un ori- fice (26) de ventilateur et en ce que les moyens de ven- tilation comprennent au moins une pale de ventilateur tournant par rapport à l'orifice de ventilateur. 4. Appareil selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le support d'appareil comporte une par- tie support d'échangeur de chaleur extérieure (58) agen- cée de façon à pouvoir être jointe à l'échangeur de cha- leur; une partie (56) d'admission d'air jointe à la partie support d'échangeur de chaleur extérieure et tra- versée par des ouvertures d'admission d'air; et une par- -248O422 _10- tie centrale (54) jointe à la partie d'admission d'air, la partie centrale supportant les moyens de ventilation. 5. Appareil d'échange de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte un socle (70) pour porter ledit appareil d'échange de chaleur, ce socle comportant des moyens supports (80, 81) disposés autour de sa périphé- rie; un échangeur de chaleur extérieur (22) s'étendant approximativement verticalement monté autour d'une par- tie de la périphérie de l'appareil en combinaison avec les moyens supports du socle; un échangeur de chaleur intérieur (24) monté en combinaison avec les moyens supports du socle; un support (50) d'appareil ayant une partie support d'échangeur de chaleur extérieure (58) montée pour supporter l'échangeur de chaleur extérieur, une partie support d'échangeur de chaleur intérieure (54) montée pour supporter l'échangeur de chaleur inté- rieur et une partie (55) d'admission d'air reliant la partie support d'échangeur de chaleur extérieure à la partie support d'échangeur de chaleur intérieure, cette partie d'admission d'air étant traversée par des ouver- tures d'écoulement d'air; et des moyens (30) de venti- lation pour faire circuler l'air à la fois à travers l'é- changeur de chaleur extérieur (22) et les ouvertures (55) d'écoulement d'air et à travers l'échangeur de chaleur intérieur (24) et les ouvertures (55) d'écoulement d'air. 6. Appareil selon la revendication 5, caractéri- sé en ce que le support d'appareil a la forme générale d'un bol et comporte une partie (52) support de ventila- teur jointe à la partie support d'échangeur de chaleur intérieure, cette partie support de ventilateur étant adaptée pour que les moyens (30) de ventilation y soient montés. 7. Appareil selon la revendication 6, caracté- risé en ce que les moyens de ventilation comprennent un 24B0422 -11 - ventilateur (30) du type à hélice et un moteur (32) pour entraîner le ventilateur, le ventilateur étant monté sur la partie (52) support de ventilateur du support d'appa- reil, ce ventilateur servant à faire circuler l'air à la fois à travers les deux échangeurs de chaleur et à travers la partie d'admission d'air du support d'appareil. 8. Appareil selon la revendication 7, caracté- risé en ce que la partie inférieure de l'échangeur de chaleur extérieur (22) est montée en étroite proximité de la partie inférieure de l'échangeur de chaleur inté- rieur (24), le sommet de l'échangeur de chaleur extérieur (22) étant monté relativement écarté du sommet de l'échan- geur de chaleur intérieur (24) de telle sorte que l'air peut s'écouler à travers les deux échangeurs de chaleur jusque dans l'espace situé entre eux puis à travers la partie (55) d'admission d'air du support d'appareil. 9. Appareil selon la revendication 8, caracté- risé en ce que l'air circulant à travers l'échangeur de chaleur intérieur (24) entre dans l'appareil d'échange de chaleur à travers un segment (75) d'admission d'air du socle (70), ce segment d'admission d'air étant dis- posé à l'intérieur de l'échangeur de chaleur intérieur. 10. Support intérieur (50) pour un appareil d'échange de chaleur comportant au moins un échangeur de chaleur (22) monté autour d'une partie de la périphé- rie de l'appareil et un ventilateur (30) pour faire cir- culer un agent thermique, ce support étant caractérisé en ce qu'il comporte une partie support d'échangeur de chaleur extérieure (58) agencée de façon à être jointe à l'échangeur de chaleur pour le supporter; une partie pleine (52) support de moteur disposée au centre du sup- port d'appareil, cette partie comportant des moyens de montage pour supporter le ventilateur et une partie (55) d'admission d'air reliant la partie support de moteur et -12- la partie support d'échangeur de chaleur extérieure, cette partie d'admission d'air ayant des ouvertures d'écoulement d'air positionnées en combinaison avec le ventilateur pour favoriser l'écoulement d'air à travers elles.