Brevet FR2516221A1 — publié le 19830513

Pompe à chaleur. La présente invention concerne une pompe à chaleur du type air-eau ou air-air. Les pompes à chaleur de ce type comprennent comme on le sait un châssis portant un évaporateur géné-. ralement à serpentin et un ventilateur En fonctionne- ment, l'évaporateur est parcouru par un fluide calopor- teur destiné à collecter la chaleur d'un écoulement d'air que le ventilateur force à lécher le serpentin Ce der- nier est placé dans le châssis et il est abrité par un habillage doté d'orifices ou de fentes d'entrée d'air. Lors de la mise en oeuvre de telles pompes à chaleur, on observe que les facteurs climatiques tels que le vent et le soleil entraînent des conséquences fâ- cheuses pour la fiabilité et la longévité de la pompe. En effet, d'une part, le rayonnement solaire peut frapper directement à certaines heures divers points du serpentin et peut donc causer des échauffements dif- férentiels ou des surchauffes locales risquant d'altérer le fonctionnement du compresseur notamment au démarrage d'autre part, les fluctuations de force et d'orientation du vent déterminent des variations du débit d'air extrait par le ventilateur et par suite une charge irrégulière de l'évaporateur. L'invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients en dotant l'évaporateur d'une pompe air-eau ou air-air de moyens d'entrée d'air qui, tout en restant de conception simple et d'emploi commode, sont insensibilisés à l'irrégularité des facteurs climatiques. L'invention concerne une pompe à chaleur air- eau ou air-air qui présente un châssis supportant un éva- porateur et un ventilateur, l'évaporateur comprenant un serpentin parcouru par un fluide caloporteur pour préle- ver les calories sur l'air ambiant déplacé par le venti- lateur, le serpentin étant protégé par un habillage muni de moyens d'entrée d'air. Selon l'invention, les moyens d'entrée d'air comprennent une série de larges lames rectilignes, con- venablement profilées et juxtaposées pour former plu- sieurs persiennes verticales rigides, ménageant entre elles des canaux d'écoulement soustraits aux changements d'orientation du vent et du rayonnement solaire et dont le tracé autorise une entrée tangentielle et régulière de l'air vers le serpentin. De la sorte, le serpentin de l'évaporateur re- çoit tangentiellement un débit d'air constant et n'est plus soumis à des surchauffes locales; Dans une forme d'exécution particulièrement intéressante, lorsque la pompe à chaleur comprend un 9- vaporateur du type à serpentin hélicoïdal d'axe verti- cal connexe à un habillage cylindrique de même axe, les lames sont verticales et réparties sur toute la périphé- rie de l'habillage et procurent de cette manière l'in- troduction tangentielle et régulière d'air et la protec- tion intégrale recherchées, quelles que soient les di- rections du vent et du rayonnement solaire. L'une au moins des persiennes rigides regrou- pant les lames peut être susceptible de pivotement au- tour de gonds ou d'axes verticaux solidaires du chassis de l'évaporateur afin de prendre soit la position fer- mée de fonctionnement normal, soit une position d'ouver- ture ménageant un passage limité entre deux persiennes adjacentes Il en résulte que même en cas d'obstruction des canaux de chaque persienne par le givre ou la neige, un écoulement d'air suffisant peut passer entre les per- siennes vers le serpentin. De plus, lorsque la pompe à chaleur est du ty- pe monobloc à habillage cylindrique d'axe vertical et contient par conséquent, outre l'évaporateur, le compres- seur et son bloc de régulation ainsi que le condenseur, 16221 il est prévu pour l'une au moins des persiennes une po- sition de pleine ouverture permettant d'accéder facile- ment à l'intérieur de l'habillage pour réparer ou rem- placer le bloc de régulation ou le compresseur. Le profil des lames peut être en S de manière que la branche extérieure du S d'une lame recouvre en partie la branche intérieure du S de la lame adjacente, ce qui permet d'améliorer l'effet tangentiel recherché pour l'introduction de l'air, tandis que la branche in- térieure offre sa convexité au flux d'air pour le régulariser. La description qui va suivre en regard des dessins annexés permettra de comprendre à titre d'exem- ple comment l'invention peut être mise en pratique. La figure I représente, en élévation schéma- tique une pompe à chaleur monobloc air-eau selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe de la figure I selon le plan horizontal II-Il. Les figures 3 et 4 sont également des vues en coupe par le même plan, montrant les persiennes à lames verticales respectivement en position d'ouverture limi- tée et en position de pleine ouverture. La figure 5 montre à plus grande échelle le détail A de la figure 2. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures, l'évaporateur selon l'invention est intégré à une pompe à chaleur monobloc à compression avec les a- vantages qui seront mis en évidence ci-après mais il pourrait bien entendu être construit séparément en tant qu'élément extérieur d'une pompe à chaleur air-eau ou air-air dont le compresseur, le condenseur et la régu- lation seraient dès lors regroupés à l'intérieur du bâ- timent à chauffer (version dite "split system"). La pompe à chaleur 10 présente un châssis à socle Il abritant le condenseur et un habillage 12 cy- lindrique constitué par un ensemble de lames verticales 13 réparties régulièrement sur la périphérie d'un éva- porateur 14 formé par un serpentin hélicoïdal dont l'axe général vertical est sensiblement le même que celui de l'habillage. Un liquide caloporteur mis en circulation dans le serpentin est porté à ébullition par prélèvement de la chaleur de l'air qu'un ventilateur 15 force à passer dans les canaux 16 entre les lames 13 et à lécher le serpentin avant de l'expulser par une ouverture non représentée. Les lames rectilignes et verticales 13 protè- gent le serpentin 14 du vent et du rayonnement solaire tous azimuts et elles permettent en outre une introduc- tion tangentielle de l'air vers le serpentin 14 (flèche sur la figure 5) Les lames 13 sont groupées en trois persiennes incurvées 13 a, 13 b, 13 e enveloppant étroite- ment le serpentin et montées à pivotement sur des gonds ou axes verticaux 17 a, 17 b, 17 c Les lames de chaque persienne sont fixées à leurs extrémités à un arceau in- férieur et à un arceau supérieur respectifs montés pi- votants sur l'axe vertical correspondant Les persien- nes peuvent occuper une position fermée de fonctionne- ment normal (figure 2), une position de semi-ouverture (figure 3) et, pour au moins l'une d'entre elles, une position de pleine ouverture (figure 4). Dans la position de la figure 3, la persienne laisse dégagée une ouverture 18 entre elle-même et la persienne adjacente pour procurer un cheminement à l'air même en cas d'obstruction des canaux 16 par le givre ou la neige. Dans la position de la figure 4, la persienne 13 a permet l'intervention par l'ouverture 19 sur le com- partiment 20 contenant le compresseur 21, le bloc de régulation 22, par exemple le démontage et le re- trait de ces composants selon la flèche F. La figure 5 montre la forme et l'agencement des lames 13 profilées de protection d'une des persien- nes 13 b Le profil des lames 13 est sensiblement en for- me de S aplati tel que la branche extérieure 23 de cha- que S recouvre la branche intérieure 24 du S de la lame adjacente; l'écoulement de l'air s'effectue ainsi dans les canaux 16 ménagés entre la branche 23 d'une lame et la branche 24 de la lame adjacente selon la flèche 25 et l'on constate que le flux d'air parvient tangentiel- lement et régulièrement au serpentin hélicoïdal 14 après glissement sur la convexité 26 de la branche 24, quelles que soient la force et la direction du vent De plus, la chaleur due au rayonnement solaire est absorbée par les lames 13 et elle est restituée indirectement au ser- pentin 14 La largeur de chaque lame est d'environ 10 cm. Dans une variante non représentée, chaque la- me 13 peut être montée pivotante sur des gonds verticaux tandis que la rotation autour de l'axe général de l'ha- billage 12 d'une couronne reliée aux lames permet de mo- difier l'orientation des lames. REVENDICATIONS 1 Pompe à chaleur air-eau ou air-air présentant un châssis supportant un évaporateur et un ventilateur, l'évaporateur comprenant un serpentin parcouru par un fluide caloporteur pour prélever les calories sur l'air ambiant déplacé par le ventilateur, le serpentin étant protégé par un habillage muni de moyens d'entrée d'air, caractérisée par le fait que les moyens d'entrée d'air comprennent une série de larges lames rectilignes ( 13) profilées et juxtaposées pour former plusieurs persien- nes verticales, les lames ménageant entre elles des ca- naux ( 16) d'écoulement d'air soustraits aux changements d'orientation du vent et du rayonnement solaire et dont le tracé autorise une entrée tangentielle et régulière de l'air vers le serpentin ( 14). 2 Pompe à chaleur selon la revendication 1, ca- ra-ctérisée par le-fait que l'une au moins des persiennes est rigide ( 13 a, 13 b, 13 c) et susceptible de pivotement autour de gonds ou d'axes verticaux ( 17 a, 17 b, 17 c) so- lidaires du châssis ( 11) de l'évaporateur afin de pren- dre soit la position fermée de fonctionnement normal (figure 2), soit une position d'ouverture limitée (figu- re 3) pour laisser un écoulement d'air suffisant entre deux persiennes adjacentes en cas d'obstruction des ca- naux ( 16). 3 Pompe à chaleur selon la revendication 2, du type monobloc à habillage cylindrique d'axe vertical, caractérisée par le fait que la persienne pivotante ( 13 a, 13 b, 13 c) peut venir occuper une position de plei- ne ouverture (figure 4). 4 Pompe à chaleur selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant un évaporateur du type à serpentin hélicoïdal d'axe vertical connexe à un habillage cylin- drique de même axe, caractérisée par le fait que les lames ( 13) sont verticales et réparties régulièrement sur toute la périphérie de l'évaporateur ( 14). Pompe à chaleur selon l'une des revendications I à 4, caractérisée par le fait que le profil des lames ( 13) est en S, tel que la branche extérieure ( 23) du S d'une lame recouvre en partie la branche intérieure ( 24) du S de la lame adjacente, tandis que la branche inté- rieure offre sa convexité ( 26) au flux d'air ( 25).