Brevet FR2523701A1 — publié le 19830923

L'invention a pour objet une pompe à chaleur dont l'évapor@ teur est constitué par un ensemble de tuyauteries enterrées dans 1 sol, et où le condenseur est constitué par un ensemble de tuyauteries se trouvant noyées dans le milieu à chauffer. On cannait dCjà des installations de chauffage piir pompe a chaleur destinées au chauffage des habitations dans lesquelles 1 chaleur est puisée dans le sol au moyen de tuyauteries enterrées dans Ces install@tions il est toujours fait appel à un fluide in-ter- médiaire tel de l'eau glycolée, ce qui necessite une pompe de circulation et un évapornteur du type frigorigène eau glycolée. On connait également des installations de chauffage par pompe à chaleur dans lesquelles la chaleur est utilisée dans un plancher chauffant à circulation d'eau chaude ; dans ces installations il est nécess@ire d'avoir une pompe de circulation d'eau @t un condenseur du type frigorigène eau. Dans les installations actuelles, le coefficient d'exploitation annuel res-te f;sible en raison de l'importance de la consommation d ' énergie des auxili-iires et égolement en raison de toutes les irre- versibilités d'échange thermiques liées à la présence d'échangeurs auxiliaires. De telles instazllationsne sont pas entièrement satis- faisantes en raison nu grand nombre de composants méc miques qui affaiblissent la fi@bilité de la machine ainsi que les risques de gel de la source froide. C1 est d'une manière générale, un but de l'invention de fournir une installation qui ne présente pas les inconvénients rappelés ci-dessus, des Installation connues. C'est en particulier un but de 1 t invention de fournir une installation de pompe à chaleur dont la captation de la chaleur la source froide s'effectue de façon directe sans fluide intermédiaire. C'est aussi un but de l'invention de fournir une installation de pompe à chaleur dont le transfert de la chaleur à l. l.ì source ch@ude s'effectue de façon directe sans fluide intermédi@ire. C'est encore un but de l'invention de fournir une instollation de chauffage par pompe à chaleur dont l'unique composant mécanique est le compresseur. Une installation de chauffage par pompe à chaleur selon l'invention, est caractérisée en ce que l'évaporateur est constitue d'un ensemble de tuyauteries directement enfouies dans le ai. Selon une autre caracteristique de l'invention, le condenseur de la pompe à chaleur est constitue d'un ensemble de tuyauteries se trouvant directement noyées dans le milieu à chauffer. L'invention sera bien comprise par la description rilli suit faite à titre d T exemple et en référence aux dessins mnexés d ns lequel : - La figure 1 est un schéma d'une instillation selon l'invention - La figure 2 représente l'évaporateur sol vu en coupe - La figure 3 représente le condenseur noyé dans le sol vu en coupe - La figure 4 représente une variante de l'évaporateur - La figure 5 représente une variante pour le chauffage de piscines. Une installation de chauffage par pompe j chaleur selon l'invention, figure 1 comprend un compresseur de fluide frigorigène 1 1 refoulant des vapeurs dans le condenseur 12 constitué par un ensemble de tuyauteries noyées dans le plancher en hi ton des locaux à chauffer. Le condenseur 12 cède la chaleur de condensation du friyorigène ou local L à chauffer. Le fluide frigorigène liquide est détendu dans le détendeur 1.3. Le liquide basse pression est admis directement à l'extérieur dans l'évaporateur 14 constitué par des. tuyauteries enterrées dans le sol. La chaleur est puise dans le sol de la source froide ce qui a pour effet de produire l'ébullition du fluide frigorigène. Les vapeurs sont ensuite aspirées par le compresseur 11 pour être comprirnées et former un nouveau cycle. La mise en service du compresseur est assurée par un régulateur 15 situé dans le local à chauffer. L'évaporateur 14 est constitué p;lr un réseau de tuyauteries enterrées dans une tranchée 20 (figure 2). Dans celle ci seront posées les tubes 21 forment T l'évaporateur. Les tubes 21 seront en cuivre qualité frigorifique ou autre métal ou encore en plastique, ils seront posée par exemple en épingle: et seront recouverts d'un remblai 22 exempt de pierres. L'évaporateur enterré 14 pourra être constitué d'une épingle unique, d'un serpentin unique ou d'un ensemble de serpentins ou d'épingles comme représenté sur la figure 4. Dans ce cas, l'alimentation en fluide frigorigène s'effectuera par le tube 31, puis par un distributeur 32 dont le rôle est de répartir le fluide dans chacune des épingles ou serpentins a, b, c, etc... Les gaz formés dans chacunes des épingles ou serpentins sont ensuite collectés par un collecteur 33 puis renvoyés vers l'aspiration du compresseur par la tuyauterie 34. La figure 3 représente en coupe le plancher chauffant par pompe a chaleur . Le condenseur 12 est constitué par un réseau de tuyauteries 40 en cuivre qualité frigorifique, ou autre métal ou encore en plastique, cette dernière solution étant préférable en raison des dilatations. Les tubes 40 sont noyés dans le bon 41 coulé sur un isolant thermique 42 lui même posé sus une ossature 43. Le revc- tement de sol 44 ne devra pris être isolant thermique. Le condenseur 12 formera un ou plusieurs serpen-tins anologues à cel@ de la figure 1 et dont la longueur sera choisie proportionnollcmcnt aux déperditions thermiques du local. Dans une variante figure 5, le condenseur tubulaire 12 assure directement le chauffage de l'cau d'une piscine 50 dans laquelle il est immergé. L'application de la pompe à chaleur selon l'invention ne se limite pas au chauffage des habitations individuelles ou collectives mais également au chauffage de locaux tertiaires, industriels ou agricoles. L'invention est applicable également à la climatisation des locaux, il suffit dans ce cas d'inverser le rale du condenseur et de 1 ' évaporateur Une autre application importante est le chauffage de de l'eau de piscines. I1 est possible de prévoir une installation selon l'inventif par local à chauffer, ou pour l'ensemble d'un bâtiment. Dans certaines applications, telles les bâtiments existants, il ne sera pas possible d'utiliser avantageusement un condenseur noyé dans le plancher des locaux, auquel cas on se contentera d'utiliser un condenseur classique à air ou à eau tout en conservant avantageus ment l'évaporateur tubulaire selon l'invention. Une autre applicatîo importante est l'utilisation de 1 ' évaporateur sol comme source froid d'une pompe à chaleur de production d'eau chaude sanitaire. - REVENDICATIONS 1. Installation de chauffage p;ir pompe à chaleur caractérisée en ce que l'évaporateur est constitué de tuyauteries enterrées, et ou le condenseur est constitué de tuyauteries noyées dans le plancher des locaux à chauffer. 2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que les tuyauteries sont en plastique. 3. Instillation selon la revendication 1 car@ctérisée en ce que les tuyauteries sont en cuivre ou autre métal. 4. Installation selon lu revendication 1 ca@actérisée en ce que l'évaporateur enterré comporte un distributeur de liquide alimentant plusieurs serpentins ou épingles de tubes enterrés. 5. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que les tuyauteries sont enterrées dans des tranchées. 6. Installation selon la revendication 1 caractérisée en. ce que le condenseur est immergé dans une piscine.