Brevet FR2530322A1 — publié le 19840120

" Installation pour le chauffage de locaux individuels." L'invention concerne une installation pour le chauffage de locaux individuels, avec une pompe à cha- leur dont les équipements, compresseur, condenseur, soupape d'expansion et évaporateur, sont logés dans deux appa reile individuels dont l2un, contenant le condenseur est fixé sur la paroi intérieure du local à chauffer, et l'autre, contenant l'évaporateur est fixé sur la paroi extérieure au-dessous d'une fenêtre ou près d'une porte, ces deux appareils étant déjà couplés en usine par les canalisations de réfrigération et électriques en/un circuit de réfrigérant rempli et fermé. Les installations de ce type offrent une alternative intéressante par rapport aux grandes installations centrales telles que des chauffage contral d'immeuble ou bien des pompes à caleur pour chauffage central. Elles peuvent, par exemple, couvrir les besoins on chaleur de locaux à chauffer impérativement dans la période de transition, si bien que le chauffage central chauffé au mazout ou au gas, peut n'être mis en fonctionnement que lors de températures extérieures basses. Grâce an finissage et au remplissage en usine du circuit de fluide réfrigé- rant, on est assuré que les prescriptions valables pour ces installations sont respectées. Grâce à la structure creuse rigide, les canalisations techniques de réfrigéra- tion ainsi que les canalisations électriques, sont en outre protégées dea endommagements lors du transport et lors du montage de l'installation. Dans le cas d'un exemple de réalisation connu, le condenseur et l'évaporateur sont munis chacun d'un ventilateur, assurant un écoulement forcé de l'air des locaux ou de l'air extérieur dans les appareils individuels correspondants, et assurant ainsi une transmission de chaleur suffisante. Ces ventilateurs renchérissent toute fois, nstallation de de chauffage et provoquent, même en augmentant la dépense d'isolation phonique, un bruit qui, dans de nombreux cas, est perçu de façon gênante. L'invention a pour objet une installation caractérisée en ce que la canalisation de fluide de réfri- gération passant à travers le condenseur et/on l'évaporateur est subdivisée en plusieurs boucles de tubes parallèles dans des plans verticaux, des éléments de transmission de chaleur en forme de barrettes verticales, étant fixés des deux côtés sur chaque boucle de tube et présentant, sur toute leur longueur, un profil de section transversale constant. Cette disposition présente l'avantage que les échangeurs de chaleur dans le condenseur et/ou l'évaporateur. compertent des surfaces de contact impertantes et une faible résistance à l'écoulement pour l'air qui les traverse, de telle sorte qu'une intense circulation d'air peut librement s'établir uniquement par convexion thermique. Cet avantage peut être utilisé, conformément à l'invention, pour que le condenseur et, éventuellement, aussi l'évaporateur, soient réalisés sans ventilateur qui leur soit propre, si bien que la transmission de chaleur s'effectue dans une large mesure silencieusement. L'invention s'étend à diverses caractéristiques constituant des perfectionnements avantageux. Il est particulièrement avantageux qu'au moins une partie des éléments de transmission de chaleur soit dotée d'une surface présentant un coefficient de rayonnement élevé. Ainsi, l'échange de chaleur avec l'en- vironnement est soutenu et intensifié par une émission de rayonnement accrue sur le condenseur et une absorption accrue sur l'évaporateur. Dans le même but, il est en outre proposé que les éléments de transmission de chaleur fixés sur un côté d'une boucle de tube soient disposés dans des intervalles des éléments de transmission chaleur fixés sur l'au- tre côté de la boucle de tube. Ainsi, une surface de rayonnement des éléments de transmission-de chaleur fermée vers l'extérieur se trouve constituée. Les éléments de transmission de chaleur euxmêmes peuvent présenter différentes formes de section transversale. En considération d'une surface de transmission, autant que possible fermée vers l'extérieur, une réalisa- tion en forme de bande des éléments de transmission de chaleur parait avantageuse, ces éléments pouvant présenter un profil en forme de U pour raidir et accroStre la surfa- ce de transmission de chaleur. Pour permettre une liquéfaction ou bien l'évaporation autant que possible uniforme et complète du fluide de refroidissement dans les différentes boucles de tubes du condenseur ou de l2dvaporateur, il est proposé, conformément à l'invention, que ces différentes boucles de tubes présentent des résistances de passage convenablement différentes et/ou que ces boucles de tubes présentent une distance entre elles croissant progressivement en allant vers le milieu du condenseur ou de l1évaporateur. Pour obtenir des résistances de passage de grandeurs différentes, des points d'étranglement ou bien des capillaires peuvent être prévus en amont des différentes boucles de tubes ou bien des boucles de tubes elles-mêmes peuvent être réall- sées avec des diamètres différents. Un exemple de réalisation de l'invention est représente sur les dessins et expliqué plus en détail dans la description qui suit : - la figure I est une vue en coupe verticale de l'exemple de réalisation de l'installation de chauffage, - la figure 2 montre le circuit de réfrigé-. ration de l'installation selon la figure 1, - la figure 3 et la figure 4 sont respectivement une vue en élévation et une vue de dessus d'un échangeur thermique de l'installation selon la figure 1, avec respectivement des éléments de transmission de chaleur réalisés de façon différente. L'appareil de chauffage contenant la petite pompe à chaleur est constitué par deux appareils individuels 10 et 12 dont l'un 10 contient un compresseur 14 et un évaporateur 16, y compris une soupape d'expansion 17 ou des capillaires, tandis que l'autre 12 contient un condenseur 18.L'appareil individuel 10 est monté à l'aide d'entretoises 26 au-dessous d'une fendtre 20 prévue sur la face extérieure 22 tournée vers l'air libre d'une paroi 24 cet appareil étant désigné dans ce qui suit par le terme "appareil extérieur 10". L'autre appareil individuel 12 est disposé, à l'aide d'entretoises 32, dans le local 30 à chauffer, contre la faee intérieure 28 de la paroi 24 en wnn emplacement situé en face de l'appareil extérieur 10 et il sera dans ce qui suit, désigné également par le terme 'd'appareil intérieur 12.11 Les deux appareils individuels 10 et 12 sont reliés ensemble, selon un mode de construction en forme de selle, par l'intermédiaire d'un tube 50 de section transversale rectangulaire, ce tube pénétrant par ses deux ex trémités de façon coulissante à l'intérieur d-es appareils individuels 10, 12, de telle sorte que différentes épaisseurs de parois et différentes largeurs d'appuis de fenêtres peuvent être prises en compte.A travers ce tube 50 sont passées les canalisations, schématiquement indiquées par une ligne 52, du circuit de fluide refrigérant et des alimentations électriques, vers le compresseur 14 et vers d'autres installations électriques, éventuellement logées dans l'appareil extérieur 10. Â l'intérieur de chaque appareil individuel 10, 12 , est prévue une réserve de ca- nalisations 54 on 56 pour permettre de compenser des épaisseurs de parois et des largeurs d'appuis de fenêtres dif- férentes. Le tube 50 passe par une ouverture dans la bordure inférieure 62 du cadre de la fenêtre 20.Cette ouverture est constituée par une encoche ouverte vers son bord supérieur dans la bordure du cadre de la fenAtre, cette encoche étant fermée après la mise en place du tube 50 par insertion d'une pièce de forme. Pour étancher le passage du tube à travers le cadre 62 de la fenêtre, il peut, en outre, être prévu des dispositions quelconques généralement connues à cet effet. L'appareil de chauffage ainsi représenté peut être commercialisé sous la forme d'une unité de construction complètement préfabriquée et être installé à l'emplacement prévu par l'utilisateur lui-même, sans qu'il soit nécessaire d'intervenir à nouveau sur le circuit de réfrigération préalablement rempli et fermé.Le tube 50 assure à tous les stades la protection des canalisations qui le tra- versent et sert, en outre, lors du transport9 à maintenir ensemble les deux appareils individuels et à assurer le blocage réciproque en position de ces appareils. la pompe à chaleur de l'appareil de chauffage assemblé prélève, comme il est connu, par l'intermédiaire de son évaporateur 16, de la chaleur à partir de l'air environnant et délivre cette chaleur à un niveau de température plus élevé, à l'air du local, par l'intermédiaire du condenseur 18. L'évaporateur 16 et le condenseur 18 sont, comme cela est décrit plus en détail ci-après, constitués de telle façon que la convexion thermique suffise à elle seule pour obtenir une circulation d'air suffisamment im- portante sur les échangeurs de chaleur. L'évaporateur 16 et le condenseur 18 sont, en conséquence, réalisés sans ventilateur qui leur soit propre, ai bien qu'ils fonctionnent dans une large mesure de façon silencieuse. La partie de la canalisation de fluide réfrigérant passant b travers l'évaporateur 16, est subdivisée en plusieurs boucles de tubes 60, et la partie passant à travers le condenseur 18 est également subdivisée en plusieurs boucles de tubes 63. Les boucles de tubes 60 ou 63 sont respectivement disposées dans des plans verticaux parallèles entre eux, de telle façon que leur partie rectiligne 64 soit horizontale (figure 3). Sur chaque boucle de tube 60 ou 63, sont fixés des deux côtés, une série d'éléments de transmission de chaleur placés verticalement, qui peuvent présenter tous profils de section transversale convenable. Sur les figures 3 et 4, sont représentées, à titre d'exemple, trois réalisations différentes d'éléments de transmission de chaleur, à savoir sous la forme de bandes de tôle 66 de section transversale en forme de U, sous la forme de barreaux ronds 68 et sous la forme de bandes de têle planes 70. Les élémonts de transmission de chaleur 66, 68, 70 de l'un des c@tés, sont disposés de façon décalée par rapport aux éléments de transmission de chaleur de l'autre côté des bou @les de tubes 60, 63, si bien qu'est constituée une surface pratiquement fermée vers l'extérieur.Les éléments de transmission de chaleur 66, 68, 70 sont revêtus d'une laque spéciale favorisant le rayonnement, si bien que, dans le cas de l'évap@rateur 16, il en résulte une absorption supplé mensaire de chaleur à partir de l'environnement, tandis que dans le cas du condensateur 18, il en résulte une cession supplémentaire de chaleur par rayonnement à l'air du local. Pour obtenir une liquéfaction aussi uniforme et complète que possible du fluide réfngérant dans les boucles de tubes 63 du condenseur 18 et une évaporation aussi complète que possible dans les boucles de tubes 60 de l'évaporateur 16, les dérivations de la canalisation de fluide réfrigérant aboutissant au-dessus des boucles de tubes 60, 63 situées le plus loin à l'intérieurs présentent une résistance de passage plus élevée que les dérivations de la canalisation aboutissant au-dessous des boucles de tubes et situées plus à l'extérieur. Dans le cas de l'exea- ple de réalisation représenté, cela est obtenu en disposant des étranglements ou des capillaires 72 de dimensions différentes à l'entrée de chacune des boucles de tubes 60, 63. Grtce à la grande surface de transmission de chaleur et à la faible résistance à l'écoulement qu'opposent à l'air qui les traverse les éléments de transmission de chaleur 66, 68, 70 présentant sur toute leur longueur un profil de section transversale constant, la transmission de chaleur nécessaire est assurée uniquement par la con veion thermique dans l'évaporateur ou dans le condenseur, si bien que l'on peut renoncer à prévoir des ventilateurs dans les appareils individuels 10, 12. Le maintien mécanique des différentes boucles de tubes 60, 63, y compris leurs éléments de transmission de chaleur 66, 68, 70, peut s'effectuer avantageusement, sur le côté supérieur de l'échangeur thermique, également avec les éléments de fixation servant à recevoir le tube 50 de section transversale rectangulaire. Sur le côté infé- rieur, on peut utiliser dans le même but, les entretoises 26, 32 par rapport à la paroi. REVEND I C A T I ONS 1.- Installation pour le chauffage de locaux individuels, avec une pompe à chaleur, dont les équipements, compresseur, condenseur, soupape d'expansion et évaporateur, sont logés dans deux appareils individuels dont l'un, contenant le condenseur, est fixé sur la paroi intérieure du local à chauffer, et l'autre contenant l'évaporateur, est fixé sur la paroi extérieure au-dessous d'une fenêtre ou près d'une porte, ces deux appareils étant déjà couplés en usine par les canalisations de réfrigération et électriques, en un circuit de réfrigérant rempli et fermé, instal- lation caractérisée en ce que la canalisation de fluide de réfrigération passant à travers le condenseur (18) et/ou l'évaporateur (16) est subdivisée en plusieurs boucles de tubes (63, 60) parallèles dans des plans verticaux, des éléments de transmission de chaleur en forme de barrettes (66, 68, 70) verticales, étant fixés des deux côtés sur calanque boucle de tube (63, 603 et présentant, sur toute leur longueur, un profil de section transversale constant. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le condenseur (18) et/ou l'évaporateur (16) sont réalisés sans ventilateur qui leur soit propre. 3.- Installation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ee flulau moins une partie des élé menti de transmission de chaleur (66, 68, 70) est prévue avec une surface présentant un coefficient de rayonnement élevé. 4.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les éléments de transmission de chaleur (66, 68, 70) fixés sur un des cOtés d'une boucle de tube (63, 60) sont disposés dans les intervalles des éléments de transmission de chaleur fixés sur l'autre côté de la boucle de tube. 5.- Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les boucles de tubes-individuelles (63, 60) du condenseur (18) et/ou de l'évaporateur (16) ont des résistances de passage différentes, de sorte que, même dans les boucles de tubes placées à l'intérieur (63, 60), il se produit une liquéfaction complète du fluide réfrigérant ou bien une évaporation suf- fisante de ce fluide réfrigérant. 6.- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'un capillaire (72) est branché en. amont ou en aval des boucles de tubes (63, 60) du côté entrée ou bien du côté sortie. 7.- Installation selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que les boucles de tubes (63, 603 présentent une distance réciproque croissant progressivement en allant vers le milieu du condenseur ou bien de l'évaporateur.