Brevet FR2492070A1 — publié le 19820416

La présente invention concerne de façon générale les pompes à chaleur ayant des systèmes de réfrigérant à compression de vapeur de type réversible et elle porte plus particulièrement sur la commande automatique de l'opé- ration de dégivrage du système de réfrigérant, d'une ma- nière telle que les cycles de dégivrage successifs soient séparés d'un intervalle de temps variable, en fonction des conditions climatiques extérieures auxquelles le ser- pentin extérieur de la pompe à chaleur est exposé. On sait qu'une accumulation de givre se produit sur le serpentin extérieur des systèmes de réfrigérant de pompe à chaleur lorsqu'ils fonctionnent dans le mode de chauffage et qu'il est nécessaire d'inverser périodique- ment la circulation du réfrigérant dans le système pour chauffer le serpentin-et faire ainsi disparaître le givre. De façon caractéristique, les pompes à chaleur de l'art antérieur sont amenées périodiquement au cycle de dégivrage à des intervalles de temps réguliers et fixes. On établit un intervalle de temps prédéterminé, défini par une horloge, qui est fixé dans une large mesure sur la base de l'expérience qu'on a du fonctionnement des pom- pes à chaleur dans les conditions climatiques moyennes d'hiver rencontrées en pratique. L'inconvénient de cette technique consiste en ce qu'en présence de conditions extrêmes entraînant une accumulation rapide de givre, la pompe à chaleur fonctionne avec un rendement de chauffage réduit pendant les conditions de givrage important sur le serpentin extérieur, avant que le système passe en dégi-- vrage. Inversement, dans des conditions d'accumulation très lente de givre, l'opération de dégivrage du système est souvent déclenchée prématurément, du fait que la qiwan- tité de givre qui s'est formée est insuffisante pour nuire au rendement de chauffage de la pompe à chaleur. Cepen- dant, bien que le rendement de la pompe à chaleur demeure inchangé dans ce cas, le rendement global du système est dégradé. L'opération de dégivrage est identique au mode de fonctionnement de refroidissement pour la pompe à cha- leur et il est donc nécessaire d'employer des sources de chaleur auxiliaires, comme des éléments chauffants électri- ques à résistance en bande, pour s'opposer à l'effet de refroidissement qui est imposé à l'espace intérieur pen- dant le cycle de dégivrage. C'est cette utilisation supplé- mentaire d'énergie pour le chauffage pendant les cycles de dégivrage inutiles qui réduit le rendement global du fonc- tionnement du système de chauffage par rapport à ce qu'il serait possible d'obtenir avec moins de cycles de dégivra- ge, c'est-à-dire en établissant des intervalles de temps plus longs entre les cycles de dégivrage dans les condi- tions de faible accumulation de givre. Il est donc souhai- table d'offrir des moyens destinés à modifier les inter- valles de déclenchement du cycle de dégivrage en fonction des conditions climatiques réelles. L'invention porte également sur une pompe à cha- leur dotée de moyens de commande de dégivrage qui permet- tent d'employer différentes fonctions pour la relation entre l'intervalle du cycle de dégivrage et la températu- re, ces fonctions permettant d'établir un lien entre la température et les conditions climatiques moyennes qui existent à différents emplacements géographiques respec- tifs auxquels la pompe à chaleur peut être installée. Conformément à une caractéristique de l'invention, on peut choisir la fonction désirée au moment de la fabrication, de l'installation ou de la maintenance de la pompe à cha- leur. En résumé, l'invention consiste en un disposi- tif de commande automatique de dégivrage pour une pompe à chaleur ayant un système de réfrigérant à compression de vapeur de type réversible, ce système comprenant un com- presseur de réfrigérant, un échangeur de chaleur intérieur, un échangeur de chaleur extérieur en communication thermi- que avec l'atmosphère extérieure,et des moyens destinés à inverser la circulation du réfrigérant entre les échangeurs pour commuter le fonctionnement de la pompe à chaleur d'un. mode de chauffage intérieur à un mode de cycle de dégivra- ge de l'échangeur de chaleur extérieur. Le dispositif de commande automatique de cycle de dégivrage de l'invention comporte des moyens destinés à détecter la température de l'atmosphère extérieure, des moyens destinés à établir une plage d'intervalles de temps minimaux d'interdiction de dé- givrage, liés à la température, au cours desquels le dérou- lement du cycle de dégivrage doit être interdit, cette plage d'intervalles de temps s'étendant depuis un premier intervalle qui est en fonction pour un premier niveau de température extérieure et au-dessus, jusqu'à un second intervalle, plus long, qui est en fonction pour un second niveau de température, inférieur au premier niveau de tem- pérature, et au-dessous. Le dispositif de l'invention comprend en outre des moyens qui réagissent aux moyens de détection de température, au moins, à l'achèvement d'un intervalle de temps d'interdiction de dégivrage de façon à sélectionner l'un des intervalles de temps minimaux pour le mettre en fonction en tant qu'intervalle de temps minimal d'interdiction de dégivrage immédiatement suivant. Le dispositif comprend en outre des moyens destinés à dé- tecter la température du système de réfrigérant à un point prédéterminé de l'échangeur de chaleur extérieur, et il comprend également des moyens qui fonctionnent sous la dépendance du compresseur et des moyens de détection de température du système de réfrigérant, à la suite de l'achèvement d'un cycle de dégivrage, de façon à ne mesurer l'écoulement de l'intervalle de temps entre cycles de dégi- vrage que pendant la réalisation simultanée des deux condi- tions suivantes: compresseur en marche et température du système de réfrigérant inférieur à un niveau de température prédéterminé. Le dispositif comprend enfin des moyens des- tinés à déclencher un cycle de dégivrage lorsque l'inter- valle de temps écoulé qui a été mesuré est égal à l'inter- valle de temps minimal d'interdiction de dégivrage. La suite de la description se réfère aux dessins annexés qui représentent respectivement: Figure 1: un schéma d'une pompe à chaleur, com- prenant son système de réfrigérant et'les circuits de com- mande associés, qui représente ainsi un mode de réalisa- tion préféré de l'invention. Figure 2: un graphique montrant trois fonctions linéaires en échelons séparées pour le temps d'interdiction de dégivrage en fonction de la température ambiante exté- rieure, qu'on peut sélectionner en vue de leur utilisation par le dispositif de commande du système faisant partie de la pompe à chaleur de la figure 1, dans les opérations de dégivrage. Figure 3: un organigramme destiné à la mise en oeuvre de la fonction de dégivrage par le dispositif de commande du système appartenant à la pompe à chaleur de la figure 1. Figure 4: un schéma synoptique représentant de façon générale le dispositif de commande du système qui est utilisé pour commander la fonction de dégivrage de la pompe à chaleur de la figure 1. Figures 5a, 5b: un schéma du dispositif de com- mande du système appartenant à la pompe à chaleur de la figure 1, pour l'exécution de la fonction de dégivrage. Figure 6: un graphique de la température du serpentin extérieur en fonction du temps qui illustre certains principes de fonctionnement de l'invention. On va maintenant considérer la figure 1 qui représente, conformément à un mode de réalisation préfé- ré de l'invention, une pompe à chaleur dont les composants classiques comprennent, entre autres, un compresseur à deux vitesses 10 et un ventilateur à deux vitesses 12. Une valve de commutation de fluide 14, de type classique, constitue un moyen permettant d'inverser le sens de circu- lation d'un fluide réfrigérant dans une série de canalisa- tions 15a, 15b et 15c et dans un serpentin d'échangeur de chaleur intérieur 16 et un serpentin d'échangeur de cha- leur extérieur- 18, dans le but de commuter le fonctionne- ment de la pompe à chaleur dl un mode de chauffage à un mode de refroidissement ou de cycle de dégivrage et inver- sement. Une série de flèches 20 indique la direction de cir- culation du réfrigérant entre la valve 14 et les serpentins 16, 18 lorsque la pompe à chaleur fonctionne dans le mode de chauffage. Le réfrigérant circule dans les canalisations a, 15b et 15c dans la direction opposée à celle qu'indi- quent les flèches 20 lorsqoe la pompe à chaleur fonctionne dans les modes de refroidissement et de cycle de dégivrage. Cependant, indépendamment du fait que la pompe à chaleur fonctionne en mode de chauffage, de refroidissement ou de dégivrage, lorsque le compresseur 10 est en marche, le réfrigérant est toujours aspiré à partir de la valve 14 vers un orifice d'entrée à basse pression du compresseur , par une canalisation d'aspiration 22 et il est toujours évacué par un orifice de sortie à haute pression du com- presseur 10 en retournant vers la valve 14 par une cana- lisation à haute pression 24, comme l'indiquent deux flè- ches 26. Lorsque la pompe à chaleur fonctionne dans le mode de chauffage, une soupape d'expansion de fluide 28, de type classique, permet une expansion rapide du réfri- gérant de façon qu'il se refroidisse jusqu'à sa tempéra- ture la plus basse dans le circuit de fluide fermé, juste avant l'entrée dans l'extrémité froide du serpentin exté- rieur 18. Un clapet anti-retour classique 30 demeure fermé au passage du réfrigérant lorsque la pompe à chaleur fonc- tionne dans le mode de chauffage mais laisse passer libre- ment le réfrigérant, de façon à établir une dérivation par rapport à la soupape d'expansion 28, lorsque le réfrigérant circule dans la direction opposée aux flèches 20, comme lorsque la pompe à chaleur fonctionne dans les modes de refroidissement ou de cycle de dégivrage. Un second cla- pet anti-retour 32 permet au réfrigérant de passer libre- ment du serpentin intérieur 16 vers la canalisation 15c lorsque la pompe à chaleur fonctionne en mode de chauffage, mais il demeure fermé au passage du réfrigérant lorsque la pompe à chaleur fonctionne dans les modes de refroidisse- ment ou de dégivrage, ce qui force le passage du réfrigé- rant dans une restriction pour fluide ou un tube capillai- re 34, de type classique. Une enceinte en pointillés 36 représente une structure fermée qui doit être climatisée sélectivement, c'est-à-dire chauffée ou refroidie par la pompe à chaleur. Les composants du circuit de conduction de fluide qui se trouvent à l'intérieur de la structure comprennent le ser- pentin intérieur 16, le clapet 32 et le tube capillaire 34. Comme il est connu, on peut employer des moyens appropriés capables de produire une circulation d'air, comme un venti- lateur et des conduites (non représentés.) pour que le serpentin 16 soit en communication thermique avec l'espa- ce qui doit être climatisé dans la structure. Un ventila- teur extérieur 12 et les composants restants du circuit de conductioni de fluide, c'est-à-dire le compresseur 10, la valve 14, la soupape 28, le clapet 30 et le serpentin extérieur 18, sont placés à l'extérieur de la structure à climatiser, soit de façon caractéristique dans l'atmos- phère ambiante extérieure. Conformément à un aspect de l'invention, on voit également sur la figure 1 un contrôleur du système, 38, qui comprend en partie un micro- ordinateur programmé, basé sur un microprocesseur, et capable, entre autres, de commander le dégivrage du serpentin extérieur 18. A la réception d'un ordre, le dispositif de commande 18 appli- que un potentiel d'alimentation alternatif approprié aux bornes d'une bobined'électro-aimant 39 de la valve de com- mutation 14 pour commander l'état commutable de cette dernière, et il applique un potentiel alternatif à basse tension approprié à une série de relais 40, 42, 44 et 45. Ces relais appliquent à leur tour un potentiel d'alimen- tation alternatif à haute tension approprié au compresseur et au ventilateur 12, à partir d'une source 46. La sour- ce 46 peut être par exemple la source de tension monopha- sée habituelle à 240 V. Le dispositif de commande 38 fait fonctionner le compresseur 10 à vitesse élevée en excitant une bobine 48 du relais de marche du compresseur à vitesse élevée, 40, afin de fermer deux jeux de contacts de relais ouverts au repos, 50 et 52, ce qui place la source 46 aux bornes d'un enroulement de vitesse élevée 54 du compresseur 10. De façon similaire, le dispositif de commande 38 fait fonctionner le compresseur 10 à basse vitesse en désexcitant la bobine de relais 48etenexcitant une bobine de relais 56 du relais de marche du compresseur à basse vitesse, 42, afin de fermer deux jeux de contacts ouverts au repos 58 et 60, ce qui place la source 46 aux bornes d'un enroulement de basse vitesse 62 du compresseur 10. Le dispositif de commande 38 peut également faire fonctionner le ventilateur 12 à vitesse élevée ou à basse vitesse, selon que la source 46 alimente, par l'intermé- diaire du relais de commande de vitesse de ventilateur 44, un enroulement de vitesse élevée 64 ou un enroulement de basse vitesse 66 du ventilateur. Un conducteur 68 connecte une extrémité de chacun des enroulements 64 et 66 à une borne de la source 46 chaque fois que l'un ou l'autre des relais de marche du compresseur à vitesse élevée et de marche du compresseur à basse vitesse, 40 ou 42, est exci- té pour faire fonctionner le compresseur 10. L'autre-extré- mité de l'enroulement de basse vitesse 66 du ventilateur est connectée par un jeu de contacts fermés au repos 70 du relais 44 et un jeu de contacts fermés au repos 72 du relais de dégivrage 45 à l'autre borne de la source 46, afin de faire fonctionner le ventilateur 12 à basse vitesse lorsque les deux relais 44 et 45 sont désexcités. Le dis- positif de commande 38 commute le ventilateur 12 sur le fonctionnement à vitesse élevée en excitant une bobine de relais 74 du relais de comr. lande de vitesse du ventilateur, 44, ce qui ouvre les contacts 70 et ferme un jeu de con- tacts 76 de façon à commuter la source 46 de l'enroule- ment 66 vers l'enroulement 64. Pour améliorer le chauffage du serpentin extérieur 18 pendant les opérations de dégi- vrage, le dispositif de commande 38 met le ventilateur 12 hors fonction, bien que le compresseur 10 fonctionne, en excitant une bobine de relais 78 du relais de dégivrage 45, afin d'ouvrir les contacts 72, ce qui déconnecte le venti- lateur 12 de la source 46. Un pupitre du système, 80, comporte divers inter- rupteurs de commande actionnés par l'utilisateur, des regis- tres d'affichage et des circuits logiques associés destinés à l'introduction manuelle de données de commande dans le système, et ce pupiLre est connecté électriquement au dis- positif de commande 38 par un câble ou un faisceau de câblage 82, de type classique. Le pupitre 80 peut donc Jêtre placé à proximité ou à distance du dispositif de com- mande 38, à n'importe quel emplacement qu'on peut considé- rer comme commode pour l'introduction manuelle dans la pom- pe à chaleur de données de commande ou d'une information de point de consigne du fonctionnement. Comme indiqué précédemment, lorsque la pompe à chaleur fonctionne en mode de chauffage, le serpentin d'échangeur de chaleur extérieur accumule du givre qui nuit au rendement du fonctionnement du système, et il est donc habituel d'assurer un dégivrage périodique du ser- pentin. Un aspect important de l'invention réside dans la détermination du fait que, du point de vue du rende- ment énergétique global du système, il est hautement sou- haitable que les cycles de dégivrage successifs soient déclenchés à la fin d'intervalles de temps dont on peut faire varier la durée sélectivement, de temps en temps, en fonction des conditions atmosphériques auxquelles le ser- pentin extérieur est exposé pendant le fonctionnement prolongé en mode de chauffage. Plus précisément, une carac- téristique de l'invention consiste en ce que l'intervalle de temps minimal entre des cycles de dégivrage, c'est-à- dire la durée d'interdiction de dégivrage, est périodi- quement sélectionné et établi dans le programme de com- mande de dégivrage du microprocesseur du dispositif de commande du système, 38, de façon à avoir initialement une durée minimale qui dépend, au moins en partie, de la tempé- rature ambiante extérieure. Cette durée d'interdiction mi- nimale peut être établie à chaque cycle de dégivrage ou après l'apparition d'un certain nombre de cycle de dégivra- ge, la solution préférée étant de l'établir à chaque cycle de dégivrage. En outre, une autre caractéristique de l'in- vention consiste en ce que le microprocesseur du dispositif de commande 38 est programmé de façon à réagir à certaines conditions variables qui apparaissent pendant la durée d'interdiction de dégivrage, comme la température du ser- pentin extérieur et le temps de fonctionnement réel du com- presseur, en retardant l'apparition du cycle de dégivrage immédiatement suivant, par la prolongation automatique de l'intervalle de temps minimal d'interdiction de dégivrage. De cette manière, le rythme de déclenchement du cycle de dégivrage peut être adapté automatiquement aux conditions atmosphériques particulières, pour éviter un déclenchement prématuré du cycle de dégivrage lorsqu'il peut ne pas être nécessaire, ou des durées excessives entre cycles de dé- givrage lorsque des conditions correspondant à un givra- ge important exigent un dégivrage relativement fréquent. On va maintenant considérer le graphique temps/ température de la figure 2, en notant qu'on a déterminé que lorsque la température du réfrigérant au point le plus froid du serpentin extérieur 18, c'est-à-dire le point auquel le capteur de température T3 est placé, est infé- rieure à une certaine température prédéterminée, par exemple -20C, il existe une plage de températures ambian- tes extérieures qui a le plus grand effet sur la vitesse d'accumulation du givre sur le serpentin extérieur 18. Bien que les limites de cette plage de température exté- rieure soient imprécises, on peut considérer comme carac- téristique une plage d'environ -170C à -70C. Aux tempéra- tures les plus élevées de cette plage, soit environ -70C et au-dessus, l'humidité relative est telle qu'elle con- duit à une accumulation rapide de givre. Au-dessus du ni- veau de température de -70C pris à titre d'exemple, la vitesse d'accumulation du givre, bien qu'élevée, a tendan- ce à ne pas continuer à augmenter notablement, du fait que la quantité réelle d'humidité contenue dans l'air n'augmen- te pas de façon notable lorsque la température s'élève (il faut avoir présent à l'esprit le fait que ceci concer- ne les températures de la saison froide qui conduisent à faire fonctionner la pompe à chaleur en mode de chauffage). Lorsque les températures tombent au-dessous du niveau de -70C, les conditions d'humidité relative qui apparaissent normalement dans cet air plus froid sont telles qu'elles conduisent à une diminution notable des conditions de gi- vrage sur le serpentin 18. Par conséquent, on peut détermi- ner un niveau de température, tel que -7WC, pour lequel il est souhaitable de déclencher le cycle de dégivrage avec la cadence de répétition la plus élevée, correspon- dant à la durée minimale d'interdiction de dégivrage la plus courte. Du fait qu'aux niveaux de température infé- rieurs à -70C la vitesse d'accumulation du givre diminue progressivement lorsque la température diminue, à cause de la diminution naturelle de la quantité d'humidité conte- nue dans de l'air plus froid, un dégivrage moins fréquent est nécessaire et on peut employer des durées minimales d'interdiction de dégivrage plus longues. Il est cependant souhaitable, pendant des périodes de fonctionnement pro- longées en mode de chauffagede prévoir un déclenchement périodique du cycle de dégivrage avec un certain interval- le de temps prolongé, bien que l'accumulation de givre ne soit pas suffisante pour appeler un cycle de dégivra- ge, afin d'assurer une purge périodique du système de réfrigérant de la pompe à chaleur, par inversion du sens de circulation. On peut ainsi déterminer une limite infé- rieure de température extérieure, par exemple -170C, au- delà de laquelle on n'obtient aucun avantage supplémen- taire appréciable en retardant encore davantage le déclen- chement d'un cycle de dégivrage et, en fait, il devient souhaitable de déclencher un cycle de dégivrage pour des raisons qui ne sont pas liées à l'accumulation réelle de givre sur le serpentin extérieur 18. Par conséquent, conformément à un aspect important de l'invention, on peut établir une plage de durées minimales d'interdiction de dégivrage, liées à la température, dans le but de faire varier la durée minimale entre cycles de dégivrage en fonction de conditions qui affectent la vitesse d'accumu- lation du givre. Cette plage de durées part donc d'une pre- mière durée qui est en fonction pour un premier niveau de température tel que -70C, ou au-dessus de ce niveau, et elle correspond à des durées qui croissent progressivement jusqu'à une seconde durée, plus longue, qui est en fonc- tion pour un second niveau de température, tel que -17oC, * ou au-dessous, qui est inférieur au premier niveau de tempé- rature. Du fait que les pompes à chaleur sont de façon caractéristique installées d'une manière permanente, il est possible d'adapter encore davantage ce choix de durée minimale d'interdiction de dégivrage aux conditions cli- matiques moyennes qui existent dans diverses zones géogra- phiques. Ainsi, on peut employer des moyens permettant d'effectuer une sélection, soit au moment de la fabrica- tion, soit au moment de l'installation, entre plusieurs plages de durées liées à la température. La figure 2 mon- tre trois fonctions séparées et distinctes de la durée en fonction de la température, 84, 86, 88, qui sont des fonctions en échelons représentatives de plages pouvant être sélectionnées individuellement pour des durées mini- males d'interdiction de dégivrage qu'on peut employer dans le dispositif de commande de l'invention. Les don- nées correspondant aux coordonnées des points de chacune des plages qu'il est possible dé sélectionner peuvent être enregistrées dans une mémoire programmée au préala- ble dans le dispositif de commande du système, 38, et, de ce fait, ces plages peuvent être sélectionnées individuel- lement par des moyens qu'on décrira ultérieurement, pour être utilisées dans la zone géographique particulière dans laquelle la pompe à chaleur est installée. De façon caractéristique, on sélectionnerait par exemple les points de données relatifs à la fonction 88 pour les zones ayant des conditions climatiques hivernales correspondant à une humidité assez faible, comme on peut en trouver aux E.U.A. dans le Colorado ou le nord de l'état de New-York. Au contraire, on sélectionnerait les points de données corres- pondant aux fonctions 86 ou 84 pour des zones ayant des conditions climatiques hivernales correspondant à une humi- dité supérieure. A titre d'exemple d'un tel cas dans lequel on emploierait la fonction 84, on peut citer la région de la rivière Ohio à la frontière entre le Kentucky et l'Indiana, o on trouve de façon caractéristique pendant les mois de novembre à mars des températures dans la plage de -2?OC à 40C accompagnées d'une humidité relative élevée. - 12 Après avoir fait en sorte que la durée minimale d'interdiction de dégivrage soit en fonction pour un ni- veau donné de température extérieure, on peut encore amé- liorer le rendement du système en prolongeant cette durée d'interdiction de façon à retarder davantage le déclenche- ment du cycle de dégivrage si les conditions réelles le Justifient. On parvient à ceci conformément à un autre aspect important de l'invention en ne comptant en tant que temps écoulé entre les cycles de dégivrage que les périodes au cours desquelles le compresseur est en marche et la température d'un point sélectionné sur le serpentin extérieur est inférieure à une température prédéterminée telle que -20C qui est représentative du fait que la tem- pérature de l'ensemble du serpentin est suffisamment basse pour donner lieu à la formation de givre. On voit sur la figure 6 un graphique représentant la variation au cours du temps de la température du serpentin extérieur 18 détectée par le capteur T3 au point le plus froid sur le serpentin dans le mode de chauffage, soit de façon caractéristique le bas du serpentin. Sur ce graphique, la courbe 300 représente 1 a température détectée au bas du serpentin extérieur 18. Au point 301, une durée d'in- terdiction de dégivrage précédente, A, vient juste de se terminer. A ce moment, une durée minimale qui doit être en fonction pour la durée d'interdiction de dégivrage immédiatement suivante est déterminée par comparaison de la température extérieure détectée par le capteur T8 (fi- gure 1) et de la fonction temps/température sélectionnée de la figure 2. Cette durée est établie dans une horloge qui fait partie du dispositif de commande 38. La pompe à chaleur passe ensuite à un cycle de dégivrage B, ce qui élève la température du serpentin 18. Au point 302, qui peut correspondre par exemple à une température de 10%C détectée par le capteur T3, le cycle de dégivrage B est terminé et pendant un court intervalle initial C la pompe retourne au mode de chauffage, ce qui fait tomber rapide- ment la température du serpentin au-dessous du niveau de température de serpentin prédéterminé de -20C mentionné pré- cédemment. Par conséquent, la durée d'interdiction de dégivrage A commence effectivement lorsque la température du serpentin tombe au- dessous de -20C au point 303 sur la courbe 300, alors que le compresseur est simultanément en marche. Ensuite, si la température du serpentin s'élèveau-dessus de -21C, comme représenté entre les points 304 et 305, la durée correspondante C n'est pas comptée dans la durée d'interdiction de dégivrage, bien que le compres- seur puisse continuer à fonctionner, avec la pompe à cha- leur dans le mode de chauffage. La raison qui est à la base de ceci consiste en ce que le serpentin lui-même est trop chaud pendant cette durée pour donner lieu à la pour- suite d'une accumulation de givre. De cette manière, on peut minimiser le risque d'un déclenchement trop fréquent du cycle de dégivrage en prolongeant la durée réelle d'in- terdiction de dégivrage au-delà de la durée minimale d'in- terdiction sélectionnée, d'un intervalle de temps égal à la durée cumulée au cours de laquelle les deux conditions: température du serpentin inférieure à un niveau de tempé- rature prédéterminé et compresseur en marche, n'ont pas été rempliessimultanément. On notera que, selon une va- riante, on peut déterminer la durée minimale d'interdiction de dégivrage à n'importe quel moment avant la fin du cycle de dégivrage qui précède la durée de dégivrage dans laquel- le on entre. Avant de considérer l'organigramme de la figure 3 à partir duquel on peut établir un programme de micro- ordinateur approprié pour la mise en oeuvre de l'inven- tion, on décrira tout d'abord de façon plus complète le dis- positif de commande du système 38 qui représente un mode de réalisation préféré de l'invention, en se référant pour cela aux figures 4 et 5a, 5b. On voit sur la figure 4 trois cap- teurs de température à thermistance 134, 136 et 138 qui sont alimentés par une source continue appropriée 139 et qui sont conçus de façon à émettre vers un multiplexeur classi- que 140 un signal analogique qui représente respectivement la température ambiante extérieure T8, la température T3 de l'extrémité froide du serpentin 18 et la température inté- rieure T7* Le multiplexeur 140 transmet les signaux repré- sentatifs des températures T3, T7 et T8 sur une ligne d'entrée 143 d'un convertisseur analogique-numérique clas- sique 144, selon une séquence définie. Le convertisseur 144 applique sur une ligne 145 une information numérique équivalente, correspondant à l'information analogique sé- quentielle fournie par la ligne 143, et cette informa- tion numérique est appliquée à une section de mémoire du micro-ordinateur 141 pour être enregistrée jusqu'à ce qu'elle soit nécessaire, conformément au traitement de la figure 3 qu'on décrira ultérieurement. Les figures 5a-5b représentent de façon plus détaillée le dispositif de commande 38 qui est représenté schématiquement sur la figure 4. A la réception d'un ordre provenant du microprocesseur 142, le multiplexeur 140 place la thermistance désirée parmi les thermistances 134, 136 ou 138, dans le circuit d'un oscillateur 124. Les résistances 148 et 166 tendent à linéariser la carac- téristique résistance/température par ailleurs fortement non linéaire des thermistances 134, 136 et 138. Les résis- tances 148 et 166, en association avec la résistance 168 et le condensateur 204, font osciller l'oscillateur 224 à une fréquence qui est fonction de la température de la thermistance particulière qui est connectée par le multi- plexeur 140. Un groupe de bascules 226 fonctionnant en diviseur par 16 transpose le signal généré par l'oscilla- teur 224 dans une plage de fréquence convenant à l'utili- sation par le microprocesseur. Ainsi, l'oscillateur 224 fonctionne à une fréquence relativement élevée, ce qui per- met au condensateur 204 d'avoir une valeur raisonnablement faible. Le microprocesseur 142 contrôle la fréquence de fonctionnement de l'oscillateur 224 par l'intermédiaire d'un transistor séparateur 228. Le microprocesseur 142 exécute un sous-programme en contrôlant le signal de l'os- cillateur et il compte le nombre d'incréments de temps par- ticuliers prédéterminés qui apparaissent entre l'instant auquel le signal de l'oscillateur passe de l'état haut à l'état bas et celui auquel il retourne à l'état haut, pendant une période du signal. Le nombre résultant est pro- portionnel à la période du signal de l'oscillateur. Le mi- croprocesseur 142 exécute ensuite un sous-programme dans lequel il consulte une table qui se trouve dans sa mémoire morte, pour déterminer la température de la thermistance connectée qui correspond au nombre représentant la pério- de du signal de l'oscillateur. Le microprocesseur 142 détermine également quelle est celle des thermistances 134, 136 et 138 qui doit être connectée à l'oscillateur 24, par des lignes qui sont connectées à ses bornes 36 et 37. Ces lignes passent dans un étage séparateur constitué par certains des transis- tors du séparateur 228 et elles commandent le multiple- xeur 140, par ses bornes 10 et 11. Un quartz 222 est bran- ché au microprocesseur 142 pour former un oscillateur à quartz ayant pour but de générer un signal d'horloge à court terme, précis et fixe, pour l'exécution du programme interne. La fonction d'horloge précise à long terme, pour définir la chronologie d'événements à relativement long terme, comme la durée maximale admissible pour le dégivra- ge, ou autres, est obtenue au moyen d'un signal d'inter- ruption à 50 Hz qui est appliqué au microprocesseur 142 par la borne 38. Comme décrit précédemment, les points de données correspondant aux trois fonctions temps/température 84, 86, 88 de la figure 2, pouvant être sélectionnées indivi- duellement, sont enregistrés en mémoire dans le micro-ordi- nateur 141. Un commutateur de sélection de fonction de dé- givrage 230 connecté au microprocesseur 142 de la manière représentée permet à l'installateur de la pompe à chaleur de sélectionner celle des trois fonctions de durée d'inter- diction de dégivrage 84, 86 et 88 qui sera employée dans le traitement programmé. Ainsi, pour sélectionner l'une des fonctions 84, 86 ou 88, le commutateur 230 est posi- tionné, par exemple par l'installateur, de façon à relier à la masse 236 une ligne 232 ou une ligne 234. Si les deux lignes 232 et 234 sont flottantes, comme lorsque le doigt du con!mutateur 230 est connecté à la borne "30 minutes", ou lorsque les deux lignes 232 et 234 sont en circuit ouvert pour une raison quelconque, c'est la fonction 84 qui est sélectionnée. De façon similaire, si les deux lignes 232 et 234 sont connectées à la masse 236, comme lorsqu'un court-circuit s'est produit, la fonction 84 est automati- quement sélectionnée. A titre d'exemple, on trouvera ci-après une lis- te nullement limitative donnant les caractéristiques de composants effectivement employés dans un dispositif de commande réellement construit conformément aux principes de l'invention. TABLEAU Composants des figures - 4, 5a et 5b Résistance 148 Résistance 150 Résistance 152 Résistance 154 Résistance 156 Résistance 158 Résistance 160 Résistance 162 Résistance 164 Résistance 166 Résistance 168 Résistance 170 Résistance 172 Résistance 174 Résistance 176 Résistance 178 Résistance 179 Résistance 180 Résistance 182 Résistance 184 Résistance 186 Résistance 188 Condensateur 190 Condensateur 192 Condensateur 194 Condensateur 196 Condensateur 198 Condensateur 200 Condensateur 202 Condensateur 204 Condensateur 206 Condensateur 208 Description 3240 SL, 270L, 270 L, 270-C, 680-0-, 1000 L, 1000.O-, 39 kL, k0l, k.f, L, lOkLt, k&L, kX7_, 2 7 Ok-C_, lOka, 3,3k-U, 4,7k sL, 3, 3kaL, 3,3k-n, 3,3ksL, 3,3k-l-, 3 3k.f, 4,7 iF, 0,1 IF, 6,8 pF, 3,3 pF, 33 IF, 6,8 pF, 0,1 pF, 0,12 pF, 0,01 pF, 0,1 pF, 1/8 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/2 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W 1/4 W V V V V V V V V V V Composants des figures Description 4, Sa et 5b Condensateur 210 0,1 PF, 100 V Condensateur 212 0,1 >iF, 100 V Transistor 214 GE GES6016 Transistor 216 GE GES6016 Transistor 218 GE GES6016 Transistor 220 GE GES6016 Quartz 222 3,579545 MHz On va maintenant considérer la figure 3 pour décrire un organigramme d'un programme sur la base duquel l'homme de l'art peut aisément programmer le micro-ordina- teur 141 pour réaliserla fonction de commande de dégivra- ge du dispositif de commande 38. On supposera initialement que la pompe à chaleur vient d'être placée dans le mode de chauffage, comme indiqué à la case 90. A la case d'ins- truction 92, le dispositif de commande 38 établit en mé- moire une durée minimale initiale d'interdiction de dé- givrage (par exemple 20 minutes). On passe ensuite à la case d'interrogation 94 pour déterminer si la température intérieure au niveau du capteur T7 (figure 1) est inférieu- re à la température intérieure de consigne que l'utilisa- teur a introduite manuellement au pupitre 80. Si la répon- se est OUI, le compresseur 10 est mis en marche à la case 96 et le programme ramène ensuite le dispositif de com- mande 38 à une condition DEPART après un retard qui est indiqué par la case 98. Si la réponse à la case 94 est NON, ce qui signifie que la température intérieureau cap- teur T7,est supérieure ou égale à la température intérieure de consigne établie dans le pupitre 80, le programme saute la case d'instruction 96 et ramène directement le disposi- tif de commande 38 à DEPART, après le retard observé à la case 98. Dans un cas comme dans l'autre, lorsque le pro- gramme arrive à la condition DEPART, il demande à la case si le pupitre 80 est toujours placé dans le mode de chauffage. Si la réponse est NON, la case d'instruction 102 fait en sorte que le dispositif de commande 38 commu- te la pompe à chaleur hors du mode de chauffage et arrête le compresseur 10. Si le système est dans le mode de chauf- fage, la case d'interrogation 104 détermine si un dégivrage est en cours et, dans la négative, la case d'interrogation 106 détermine si le compresseur 110 est en marche. En sup- posant que le compresseur 110 soit en marche, la case d'interrogation 108 détermine si la température T3 de l'ex- trémité froide du serpentin extérieur 18 est inférieure à -20C. Si la réponse est OUI, la case d'interrogation 110 détermine alors si la durée d'interdiction de dégivrage qui a été établie s'est écoulée et, dans la négative, la durée d'interdiction de dégivrage courante établie en mé- moire par le dispositif de commande 38 est diminuée d'un incrément de temps par la case d'instruction 112. Si l'in- terrogation 108 avait déterminé que la température T3 était supérieure ou égale à -20C, le programme aurait sauté l'instruction de décrément d'horloge 112, ce qui aurait eu pour effet de prolonger d'un incrément de temps la durée d'interdiction de dégivrage. Ensuite, le program- me détermine à la case 114 si la température intérieure au niveau du capteur T7 est supérieure à la température inté- rieure de consigne que l'utilisateur a introduitedans le pupitre 80. Si la réponse est OUI, le compresseur 10 est arrêté à la case 116 et le dispositif de commande 38 est ramené à DEPART par la case 98. Si la réponse est NON, le dispositif de commande 38 est ramené directement à DEPART par la case 98. Si on suppose que le programme de dégivrage a été exécuté de façon répétitive un nombre de fois suffi- sant pour que l'interrogation 110 détermine que la durée d'interdiction de dégivrage initiale de 20 minutes, intro- duite par l'instruction 92 s'est écoulée, l'instruction 118 établit en mémoire une durée maximale prédéterminée de cycle de dégivrage (10 minutes) et contrôle le réglage du commu- tateur 230 pour déterminer quelle fonction de la figure 2 doit être mise en action. L'instruction 122 calcule ensuite et établit la durée minimale d'interdiction de dégivrage qui doit être en fonction en tant que durée d'interdiction immédiatement suivante, après quoi l'instruction 124 déclenche le cycle de dégivrage suivant, tout ceci s'effectuant avant le retour à la position DEPART par la case 98. En déclen- chant l'opération de dégivrage, le dispositif de commande 38 commute la valve 14 pour placer la pompe dans le mode de refroidissement et il excite le relais de dégivrage 45 pour mettre hors fonction le ventilateur 12 (voir la figu- re 1). Si l'interrogation 106 avait déterminé que le compresseur était arrêté, le programme se brancherait alors vers la case 94 pour comparer la température inté- rieure T7 avec la température de consigne du pupitre et son exécution se poursuivrait à partir de ce point de la manière expliquée précédemment. Si on suppose que l'interrogation 104 détermine qu'un cycle de dégivrage est en cours, le programme se branche vers la case d'interrogation 126 pour déterminer si la température T3 sur l'extrémité froide du serpentin 18 est suffisamment élevée pour que le serpentin 18 ait été complètement dégivré, cette température devant par exemple être supérieure à la valeur précitée de 100C. Dans l'affirmative, l'instruction 128 met immédiatement fin au cycle de dégivrage (ce qui correspond au point 302 sur la figure 6) et le dispositif de commande 38 est rame- né à DEPART. Si T3 indique toujours une température détec- tée égale ou inférieure à 10 C, l'interrogation 130 déter- mine si la durée maximale de cycle de dégivrage qui a été établie à l'origine dans la mémoire à la case 118, par exemple 10 minutes, s'est écoulée. Si elle s'est écoulée, on fait alors l'hypothèse que le capteur correspondant à la température T3 est ou peut être défectueux, et le pro- gramme passe à l'instruction 128 pour mettre fin à l'opéra- tion de dégivrage. Si la durée de cycle de dégivrage ne s'est pas écoulée, le temps de cycle de dégivrage courant qui est enregistré en mémoire est diminué d'un incrément de temps à la case 132 et le dispositif de commande est ramené à DEPART. Naturellement, il existe des conditions naturelles, comme par exemple en cas de pluie se transfor- mant en glace, dans lesquelles l'opération de dégivrage se poursuivra normalement jusqu'à la limite de durée de 10 mi- nutes qui est établie. Cependant, ces conditions n'apparais- sent pas souvent et il est souhaitable d'arrêter le dégivra- ge au bout d'une durée raisonnable du fait que, comme - décrit précédemment, on emploie normalement des éléments chauffants auxiliaires qui réduisent le rendement du fonc- tionnement du système pendant le dégivrage. Conformément aux principes de l'invention, il suffit d'employer des moyens qui augmentent la durée d'in- terdiction de dégivrage lorsque la température de l'atmos- phère ambiante extérieure à laquelle le serpentin extérieur 18 est exposé diminue, au moins dans certaines plages de température pour lesquelles on peut prévoir des variations importantes de la vitesse d'accumulation du givre sur le serpentin 18. Bien qu'il soit souhaitable de disposer de moyens permettant de sélectionner différentes fonctions pour la relation entre la durée d'interdiction de dégivrage et la température ambiante extérieure, en vue de l'utilisa- tion dans différents climats hivernaux, ceci n'est nullement essentiel. Les moyens de sélection de fonction représentés dans l'exemple considéré constituent donc une caractéris- tique facultative. On envisage également la possibilité d'employer des fonctions durée/température autres que la fonction linéaire en échelons qui est représentée, comme par exemple des fonctions non linéaires ou exponentielles pour la durée d'interdiction de dégivrage en fonction de la température ambiante extérieure, et les données corres- pondant aux coordonnées de ces fonctions peuvent également être enregistrées dans la mémoire du microprocesseur, dans un but de consultation de table, conformément au programme de la figure 3. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande automatique du cycle de dégivrage pour une pompe à chaleur comportant un système de réfrigérant à compression de vapeur du type réversible, comprenant un compresseur de réfrigérant (10), un échangeur de chaleur intérieur (16), un échangeur de chaleur extérieur (18) en communication thermique avec l'atmosphère extérieure, et des moyens (14) destinés à inverser la circulation du réfrigérant entre les échangeurs de chaleur pour commuter le fonctionnement de la pompe à chaleur d'un mode de chauf- fage intérieur à un mode de cycle de dégivrage de l'échan- geur de chaleur extérieur, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens (T8) destinés à détecter la température de l'atmosphère extérieure; des moyens (38) destinés à établir une plage de durées minimales d'interdiction de dégivrage liées à la température au cours desquelles le fonctionne- ment du cycle de dégivrage doit être interdit, cette plage de durées s'étendant depuis une première durée en fonction pour un premier niveau de température extérieure, et au- dessus, jusqu'à une seconde durée, plus longue, en fonction pour un second niveau de température, et au-dessous, qui est inférieur au premier niveau de température; des moyens (38) qui réagissent au moins aux moyens de détection de tem- pérature, au moins à la fin de la durée de dégivrage, pour sélectionner l'une des durées minimales de façon à la mettre en fonction en tant que durée minimale d'interdiction de dégivrage immédiatement suivante; des moyens (T3) destinés à détecter la température du système de réfrigérant à un point prédéterminé sur l'échangeur de chaleur extérieur des moyens (38) qui fonctionnent sous la dépendance du com- presseur et des moyens de détection de la température du ré- frigérant et qui, à la suite de l'achèvement d'un cycle de dégivrage, ne mesurent la durée entre cycles de dégivrage que pendant la réalisation simultanée des deux conditions sui- vantes: le compresseur est en marche et la température détec- tée du système de réfrigérant est inférieure à un niveau de température prédéterminé; et des moyens (38) destinés à dé- clencher un cycle de dégivrage lorsque la durée mesurée est égale à la durée minimale d'interdiction de dégivrage qui est sélectionnée. 2. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plage de durées d'interdic- tion de dégivrage correspond à une fonction décroissante de la durée par rapport à la température. 3. Dispositif de commande selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que ladite fonction décroissanteest approximativement linéaire entre les premier et second niveaux de température. 4. Dispositif de commande selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que la fonction décroissante est linéaire par échelons entre les premier et second ni- veaux de température. 5. Dispositif de commande selon la revendica- tion 1, dans lequel les durées d'interdiction de dégivra- ge qui peuvent être sélectionnées peuvent varier sélec- tivement entre un premier niveau de température extérieu- re d'environ-71C et un second niveau de température exté- rieure d'environ -17oC et ne varient pas sélectivement au-dessus du niveau de température supérieure ou au-dessous du niveau de température inférieure. 6. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température prédéterminée du système de réfrigérant est d'environ -20C. 7. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point prédéterminé sur l'échan- geur de chaleur extérieur (18) est choisi de façon à être normalement le point le plus froid sur l'échangeur de cha- leur pendant le fonctionnement de la pompe à chaleur en mode de chauffage. 8. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (38) qui établissent la durée d'interdiction de dégivrage sont conçus de façon à établir plusieurs plages de durées d'interdiction qui peuvent être sélectionnées indépendamment, et il existe des moyens (230) permettant. de sélectionner indépendamment l'une de ces plages, à volonté, en fonction des conditions cli- matiques qui règnent à l'emplacement géographique auquel la pompe à chaleur fonctionne. 9. Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée minimale d'interdiction de dégivrage immédiatement suivante est déterminée à l'achè- vement de la durée d'interdiction de dégivrage immédiate- ment précédente.