Brevet FR2516223A2 — publié le 19830513

FR 2516223 A2 19830513 FR 8121337 A 19811109 Le brevet principal a pour objet une pompe de chaleur essentiellement constituée par un ou plusieurs circuits de sources de chaleur pouvant être de natures différentes, par un ou plusieurs circuits récepteurs pouvant également être de natures différentes, par un ou plusieurs modules de transfert thermodynamique indépendants pouvant être insérés de manière interchangeable dans la pompe, et constitués chacun par un compresseur, par un évaporateur, par un condenseur, et par un détendeur, et éventuellement par un ou plusieurs organes de pulsation de fluide. La présente demande de certificat d'addition a pour objet des variantes de réalisation de l'invention. Conformément à une caractéristique de l'invention, chaque module de transfert thermodynamique est muni d'un condenseur et d'un évaporateur supplémentaires reliés, d'une part, par un circuit de fluide a un réservoir de stockage intermédiaire à basse température, et, d'autre part, au compresseur, en parallèle aux premiers condenseur et évaporateur, de sorte qu'il est possible d'effectuer un pompage thermodynamique en deux étages simultanément ou en différé. Selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir de stockage intermédiaire à basse température est relié à un capteur solaire à basse température. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est un schéma d'installation d'une pompe de chaleur conforme à l'invention, et la figure 2 est un schéma d'une variante de réalisation d'un module de transfert thermodynamique. Conformément à l'invention, et comme le montre plus particulièrement, à titre d'exemple, la figure 1 des dessins annexés, les modules de transfert thermodynamique 19 sont munis chacun dtun condenseur 20 et d'un évaporateur 21 en supplément du condenseur 9 et de l'évaporateur 8 sur l'air extérieur. Le condenseur 20 et l'évaporateur 21 sont des échangeurs reliés, d'une part, par un circuit de fluide 22 à un réservoir de stockage intermédiaire 23 à basse température, et, d'autre part, au compresseur 7 en parallèle au condenseur 9 et à l'évaporateur 8, sur l'air extérieur, le condenseur 9 de chaque module 19 étant relié à un circuit d'utilisation 24. Grâce à ce mode de réalisation, il est possible d'effectuer un pompage thermodynamique en deux étages simultanément, ou en différé. En effet, ce pompage est possible par le fait qu'il est prévu, à l'intérieur de chaque module 19, deux vannes trois voies - deux positions 25 permettant la mise en service de l'un ou de l'autre évaporateur 8 ou 21, avec l'un ou l'autre condenseur 9 ou 20 par leur conduite de fluide frigorigène liquide. Ainsi, en désignant par I, II et III les positions des divers modules 19, il sera réalisé un chauffage direct dans la position I le condenseur 9 et l'évaporateur 8 étant en service. Dans la position II l'évaporateur 8 sur l'air extérieur et le condenseur 20 sont dans le circuit efficace du compresseur 7, de sorte qu'est réalisé un stockage à basse température au moyen du réservoir de stockage intermédiaire 23. Enfin, la position III représente un mode de fonctionnement en chauffage sur l'énergie stockée, c'est-à-dire que le condenseur 9 et l'évaporateur 21 sont dans le circuit efficace du compresseur 7. Selon une variante de réalisation de l'invention, représentée à la figure 2, il est également possible de réaliser la liaison entre condenseurs et évaporateurs au moyen de vannes à deux voies - deux positions 26, le condenseur 20 du circuit d e stockage étant alors relié uniquement à l'évaporateur 8 sur l'air extérieur, et le condenseur 9 du circuit de chauffage pouvant être relié, suivant les besoins, à l'évaporateur 21 du circuit de stockage ou à ltévaporateur 8. Il est également possible de réaliser un branchement en parallèle des condenseurs 20 et des évaporateurs 21 à l'intérieur de chaque module 19. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier étage de chauffage peut être complété au niveau du stockage par un apport calorifique d'un capteur solaire 27 à basse température (figure 1) Dans le réservoir 23, le stockage des calories est effectué à une température relativement proche d'une température d'ambiance tempérée, c'est-à-dire comprise entre 5 C et 20 C, de sorte que les déperditions sont négligeables et qu'unie isolation du réservoir est inutile. En outre, du fait de ce stockage à basse température, la capacité du réservoir 23, et donc ses dimensions peuvent être prévues relativement faibles, en particulier par rapport à celles nécessaires pour un stockage à haute température du fait du faible gradient de température entre production et utilisation exploitable dans ce dernier cas. De plus, du fait d'un pompage thermodynamique en deux étages, le rendement thermique d'une telle pompe de chaleur est nettement amélioré dans le cas d'une grande différence de température des sources. Enfin, la construction modulaire de la pompe permet une très grande souplesse de chauffage ainsi qu'un faible coût d'exploitation, l'accumulation en stockage pouvant, par exemple être réalisée pendant les heures creuses de la nuit. En outre, il est possible de réaliser un fonctionnement simultané en stockage, et en chauffage direct ou indirect, et les appels de courant peuvent etre réduits par un démarrage en cascade temporisé, une optimisation des performances de la pompe pouvant etre obtenue par commande au moyen d'un automate programmable. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS- 1. Pompe de chaleur à éléments modulaires et à fonctions multiples, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 du brevet principal, caractérisée en ce que chaque module de transfert thermodynamique (19) est muni, d'un condenseur (20) et d'un évaporateur (21) supplémentaires reliés, d'une part, par un circuit de fluide (22) à un réservoir de stockage intermédiaire à basse température (23), et, d'autre part, au compresseur (7), en parallèle aux premiers condenseur (9) et évaporateur (8), de sorte qu'il est possible d'effectuer un pompage thermodynamique en deux étages simultanément ou en différé. 2. Pompe, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le réservoir de stockage intermédiaire à basse température (23) est relié à un capteur solaire à basse température (27). 3. Pompe, suivant la revendication 1, caractérisée en ce que à l'intérieur de chaque module (19), deux vannes trois voies - deux positions (25) permettent la mise en service de l'un ou de l'autre évaporateur (8 ou 21), avec l'un ou l'autre condenseur (9 ou 20) par leur conduite de fluide frigorigène liquide. 4. Pompe, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisée en ce que la liaison entre condenseurs et évaporateurs est réalisée au moyen de vannes à deux voies - deux positions (26), le condenseur (20) du circuit de stockage étant relié uniquement à l'évaporateur (8) sur l'air extérieur, et le condenseur (9) du circuit de chauffage pouvant être relié, suivant les besoins, à l'évaporateur (21) du circuit de stockage ou à l'évaporateur (8). 5. Pompe, suivant l'une quelconque des revendications 1, 3 et 4, caractérisée en ce que les condenseurs (20) et les évaporateurs (21) sont branchés en parallèle à l'intérieur de chaque module (19).