Brevet FR2490330A1 — publié le 19820319

DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE CHALEUR POUR POMPES A CHALEUR La présente invention concerne un dispositif de trans- mission de chaleur entre un agent de refroidissement et un liquide qui en est séparé, en particulier pour utilisation dans un circuit d'agent de refroidissement d'une pompe à cha- leur composée pour l'essentiel d'un organe de réglage par étranglement, d'un évaporateur, d'un compresseur, de deux condenseurs montés en série, d'un autre dispositif de trans- mission de chaleur et, le cas échéant, d'un collecteur, l'agent de refroidissement étant acheminé du premier conden- seur au second en traversant l'autre dispositif de transmis- sion de chaleur. En particulier dans les petites pompes à chaleur à eau non potable, on fait passer l'agent de refroidissement, à sa sortie d'un premier condenseur, dans un autre dispositif de transmission de chaleur, généralement le refroidisseur à huile du compresseur, pour lui enlever des calories. Dans un second condenseur monté en série avec le premier, l'agent de refroidissement partiellement réévaporé se recondense. Du fait du montage en série des condenseurs, des sou- dures supplémentaires sont nécessaires, qui augmentent le risque d'un défaut d'étanchéité pour l'agent de refroidisse- ment, ainsi que les frais de contrôle. En outre, il s'ensuit une forte augmentation des frais de fabrication. L'invention a donc pour objectif de procurer un dispo- sitif de transmission de chaleur, composé de condenseurs, dont la construction soit plus compacte et qui permette d'éviter dans une large mesure les inconvénients susmention- nés. Cet objectif est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait que les condenseurs sont intégrés dans un con- denseur coaxial connu en soi, se composant d'un tube central et d'un tube extérieur que l'on a fait glisser par dessus le tube central, l'espace annulaire entre le tube central et le tube extérieur étant interrompu en un point par un garnissa- ge, et des ouvertures respectives étant prévues dans le tube extérieur près du garnissage. En disposant un garnissage à l'intérieur d'un conden- seur axial connu en soi, on peut donc facilement fabriquer, suivant les besoins, diverses combinaisons de condenseurs. -Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le garnissage est disposé sur environ un tiers ou deux tiers de la longueur du dispositif de transmission de chaleur. Le garnissage est de préférence de forme annulaire, ce qui permet de le faire glisser facilement sur le tube cen- tral. En particulier dans le cas de l'utilisation d'un tube central nervuré, des bipasses saillants sont habituellement sans danger car dans les deux condenseurs c'est le même agent de refroidissement qui circule à peu près sous la même pression. Mais, quand c'est nécessaire, on peut réduire l'effet des bipasses, d'une manière avantageuse, en disposant l'anneau sur une pièce intercalaire non nervurée du tube cen- tral nervuré. Une largeur de l'anneau de 5 à 40 mm est préférable. L'anneau se compose de préférence de métal ou d'une matière plastique compatible avec l'agent de refroidissement. Pour empêcher un glissement de l'anneau une fois que sa position a été choisie, il est recommandé de fixer l'anneau sur le tube central. Lorsque l'anneau est métallique et lors- qu'on utilise un tube central nervuré, on entaille l'anneau, ce que l'on peut faire d'une manière simple en tapant une fois sur l'anneau avec un outil. Lorsque l'anneau est en matière plastique, il est recommandé de le munir d'ergots d'arrêt dirigés vers le tube central, qui peuvent s'introduire dans les rainures du tube central nervuré. Le dispositif de transmission de chaleur est avantageu- sement réalisé sous une forme droite ou sous une forme incur- vée. Les formes de réalisation incurvées sont de préférence enroulées en forme de U ou de méandres, ou bien en forme de spirale ou d'hélice, en particulier sous la forme d'un ovale plat. L'invention va maintenant être décrite plus en détail au moyen des exemples de réalisation suivants et des dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif de transmission de chaleur selon l'invention, dans une forme de réalisation droite ou linéaire, avec le tube central nervure. La figure 2 est une vue de dessus d'un dispositif de transmission de chaleur enroulé en hélice, avec un tube cen- tral nervuré et La figure 3 est un schéma de principe d'une pompe à chaleur à eau non potable à laquelle est incorporé un dispo- sitif de transmission de chaleur. Le dispositif 1 de transmission de chaleur, dans sa forme de réalisation rectiligne ou linéaire selon la figure 1, se compose pour l'essentiel d'un tube intérieur ou central 2 et d'un tube extérieur 3 que l'on a fait glisser par dessus le tube intérieur. L'espace annulaire 4 entre le tube central 2 et le tube extérieur 3 est interrompu, sur environ un tiers ou deux tiers de la longueur du dispositif 1 de transmission de chaleur, par un anneau métallique 5. Près de l'anneau 5 sont prévues des ouvertures respec- tives 6 et 7. Aux deux extrémités se trouvent, de la manière habituelle, des raccords en T (8). De la sorte, des conden- seurs 1' et 1" sont intégrés dans le dispositif 1 de trans- mission de chaleur. Dans l'espace annulaire 4 circule l'agent de refroidissement, et dans le tube central 2 un liquide, ici de l'eau. Sur la figure 2 est représenté un dispositif de trans- mission de chaleur dans une forme de réalisation enroulée en hélice. Pour l'utilisation du dispositif 1 de transmission de chaleur dans une pompe à chaleur à eau non potable selon la figure 3, se composant d'un organe 9 de réglage par étrangle- ment, ici une soupape de détente, d'un évaporateur 10, d'un compresseur 11, du dispositif 1 de transmission de chaleur, d'un collecteur 12 et d'un autre dispositif 13 de transmis- sion de chaleur, ici le refroidisseur à huile du compresseur 11, l'agent de refroidissement passe dans l'espace annulaire 4 du condenseur 1', s'achemine dans le dispositif 13 de transmission de chaleur, prend la chaleur cédée par le compre- seur 11 du fait d'une nouvelle évaporation partielle, et se condense ensuite dans le second condenseur 1". L'eau froide quicircule à contrecourant dans le tube central 2 est réchauffée par la chaleur cédée. Exemple On a fabriqué, avec des tubes de cuivre, un dispositif 1 de transmission de chaleur enroulé en hélice. Le tube central nervuré 2 avait un diamètre intérieur de 13. mm (hauteur des ailettes 1,5 mm) le tube extérieur avait pour dimensions 25 x 1 mm. La longueur rectiligne des tubes 2.et 3 était de 4000 mm environ. Le nombre des spires était de 4,5 (diamètre des enroulements 280 mm environ). A peu près au niveau de la troisième spire, un anneau métalli- que 5 large de 20 mm environ était placé dans l'espace annu- laire 4. Avant et après l'anneau 5 étaient soudés des rac- cords 6 et 7 de 10 mm de diamètre, et les extrémités étaient munies de raccords 8 en T. L'utilisation d'un tel dispositif 1 de transmission de chaleur dans une pompe à eau non potable avec des agents de refroidissement R12 ou R22 a donné de bons résultats. - 249v333 REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de chaleur entre un agent de refroidissement et un liquide qui en est séparé, en particu- lier pour utilisation dans un circuit d'agent de refroidisse- ment d'une pompe à chaleur composée pour l'essentiel d'un or- gane de réglage par étranglement, d'un évaporateur, d'un com- presseur, de deux condenseurs montés en série, d'un autre dispositif de transmission de chaleur et, le cas échéant, d'un collecteur, l'agent de refroidissement étant acheminé du premier condenseur au second en traversant l'autre dispositif de transmission de chaleur, caractérisé en ce que les conden- seurs (1', 1") sont intégrés dans un condenseur coaxial connu en soi, se composant d'un tube central (2) et d'un tube ex- térieur (3) que l'on a fait glisser par dessus le tube cen- tral, l'espace annulaire (4) entre le tube central (2) et le tube extérieur (3) étant interrompu en un point par un gar- nissage (5), et des ouvertures respectives (6, 7) étant pré- vues dans le tube extérieur (3) près du garnissage (5). 2. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que le garnissage (5) est disposé sur environ un tiers ou deux tiers de la longueur du disposi- tif de transmission de chaleur (1). 3. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendi- cation 1 ou 2, caractérisé en ce que le garnissage (5) est de forme annulaire. 4. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendi- cation 3, caractérisé en ce que l'anneau (5) est disposé sur une pièce intercalaire non nervurée d'un tube central nervuré (2). 5. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendi- cation 3 ou 4, caractérisé en ce que l'anneau (5) a une lar- geur de 5 à 40 mm. 6. Dispositif de transmission de chaleur selon l'une quel- conque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'an- neau (5) est en métal. 7. Dispositif de transmission de chaleur selon l'une quel- conque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'anneau (5) est fait d'une matière plastique compatible avec l'agent de refroidissement. 8. Dispositif de transmission de chaleur selon l'une quel- conque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que l'an- neau (5) est fixé sur le tube central (2). 9. Dispositif de transmission de chaleur selon les reven- dications 6 et 8, caractérisé en ce que l'anneau (5) est en- taillé. 10. Dispositif de transmission de chaleur selon les reven- dications 7 et 8, caractérisé en ce que l'anneau (5) est muni d'ergots d'arrêt dirigés vers le tube central (2). 11. Dispositif de transmission de chaleur selon l'une quel- conque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous une forme droite ou rectiligne. 12. Dispositif de transmission de chaleur selon l'une quel- conque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous une forme incurvée. 13. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendi- cation 12, caractérisé en qu'il est construit en forme de U ou de méandres. 14. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendi- cation 12, caractérisé en ce qu'il est enroulé en forme de spirale ou d'hélice. 15. Dispositif de transmission de chaleur selon la revendi- cation 14, caractérisé en ce qu'il est enroulé sous la forme d'un ovale plat.