Brevet FR2529649A1 — publié le 19840106

La présente invention concerne un nouveau dispositif pour la climatisation de locaux ne nécessitant pas ou peu d'apport d'énergie pour son fonctionnement. Il est connu d'utiliser des capteurs solaires pour le stockage d'énergie, sous forme électrique au moyen de piles solaires, sous forme thermique au moyen de ballons d'eau chaude, etc Le stockage sous forme électrique se heurte & divers inconvénients, en particulier un coût élevé pour le stockage et l'utilisation ultérieure, ainsi qu'un faible rende- ment Le stockage sous forme thermique présente l'inconvénient majeur de nécessiter des installations de grand volume et de ne permettre en principe que le chauffage. Il est également connu que l'air contient des calories sous forme de chaleur sensible et de chaleur latente, et on a proposé divers procédés d'utilisation des calories de l'air. Il est par ailleurs connu d'obtenir un stockage d'éner- gie par évaporation d'un fluide réfrigérant dans un compresseur. La présente invention vise R combiner les dispositifs connus précédents de manière a créer un nouveau disposif rever- sible permettant la climatisation de locaux pratiquement sans apport d'énergie, ce nouveau dispositif étant essentiellement constitué d'une pompe à chaleur réversible dont le fonctionne- ment est associé à l'évaporation d'un fluide colporteur dans un échangeur air/air recevant les calories de l'air sous forme de chaleur sensible et/ou sous forme de chaleur latente, et/ou les apports solaires par rayonnement. A cet effet, l'invention apour objet un dispositif économiseur d'énergie pour la climatisation de locaux, caracté- risé par le fait qu'il comprend un capteur solaire présentant des irrégularités de surface et traversé par un fluide colpor- teur de calories, ledit fluide étant envoyé à un compresseur par l'intermédiaire d'un premier échangeur fluide colporteur- eau, d'un inverseur et d'un accumulateur, ledit compresseur étant relié à un ventilo-convecteur par l'intermédiaire d'un second échangeur alimentant un ballon de stockage et dudit in- verseur, la sortie dudit ventilo-convecteur étant reliée à un détendeur et à un receveur par l'intermédiaire d'un troisième échangeur, ledit détendeur étant relié audit capteur solaire, 2 Z 529649 i eau de l'échangeur primaire du ballon de stockage étant mise en circulation paer un accélérateur linréaire dans un circuit fermd reliant les trois échangeurs et comprenant un vase d iexpansion. De préférence, ledit capteur solaire est relie audit compresseur par l 'intermédiaire d'une vanne modulante pilotes par une sonde en contact avec ledit capteur et une sonde exté- rieure. L'tinvention sera bien compri à la lecture de la des- 0 cription suivante faite en se référant au dessin annexé dont la figure unique est un schéma de principe d'un dispositif selon un exemple de réalisation de l'invention. Le dispositif selon l'invention comprend un capteur so- laire 1 traversé par des canalisations 2 pour le transport de fluide colporteur de calories Le capteur 1, qui reçoit directement le rayonnement solaire, comporte des irrégularités de surfaces constituées par des ailettes 3 per- mettant uni échange air-air, en particulier dans le cas de vents forts et moyens, ainsi que l'apport des calories latentes de l Vair grâce à la grande surface d'échange ainsi formée Le liquide colporteur traversant les canalisations 2 subit une àvaporation par l'apport des calories du capteur 1, dans le cas du mode de fonctionnement en réfrigération (été) Les canali- sations 2 sont reliées à un premier échangeur fluide colporteur- eau 4 lui-même relié à un accumulateur 5 par l'intermédiaire d'une vanne d'inversion 6 L'accumulateur 5 est relié à un com- presseur 7 dont la sortie est ramenée à la vanne d'inversion 6 par un second échangeur fluide colporteur-eau 8 L'échangeur 8 alimente un ballon de stockage d'eau chaude 9 dont l'eau de l'échangeur primaire est mise en circulation par un accélérateur linéaire 10 à grand débit et faible perte de charge. La sortie de la vanne d'inversion 6 est reliée à un ventilo-convecteur 11 constituant un condenseur et disposé dans le local à climatiser La sortie du condenseur 11 est reliée à un troisième échangeur fluide colporteur-eau 12 relié à un dé- tendeur 13 par l'intermédiaire d'un receveur 14 La sortie du dé-tendeur 13 est ramenée aux canalisations 2 du capteur 1 Les trois échangeurs 4, 8, 12 sont reliés par une distribution 3 2529649 fermée 15 munie d'un vase d'expansion (non représenté) absor- bant les variations de volume dues à la dilatation de l'eau dans le circuit 15. La vanne d'inversion 6 peut être à commande automatique sous le contrôle de capteurs de température intérieurs et extéri- eurs, elle peut également être à commande manuelle L'inversion se faisant sans inertie, la variation de température du fluide colporteur se fait en un temps très court. Les échangeurs 4 et 12 produisent, selon le mode de fonctionnement de l'inverseur 6, un sous-refroidissement per- mettant de récupérer un maximum d'énergie D'autre part, l'échangeur 8 joue le rôle d'un désurchauffeur et assure en outre la production d'eau chaude. Pour le fonctionnement à basse température, l'invention prévoit un système de dégivrage constitué par une vanne modu- lante 16 reliant directement la sortie du compresseur 7 aux canalisations 2 et pilotée par une sonde 17 en contact avec le capteur 1 et une sonde extérieure 18, afin de maintenir la température de paroi du capteur toujours inférieure au point de rosée de l'air. 4 2529649 REVENDICATIONS 1 Dispositif économiseur d'énergie pour la climatisation de locaux, caractérisé par le fait qu'il comprend un capteur solaire ( 1) présentant des irrégularités de surface ( 2) et traversé par un fluide colporteur de calories, ledit fluide étant envoyé à un compresseur ( 7) par l'intermédiaire d'un premier échangeur fluide colporteur-eau ( 4), d'un inverseur ( 6) et d'un accumulateur ( 5), ledit compresseur ( 7) étant relié à un ventilo-convecteur ( 11) par l'intermédiaire d'un second échangeur ( 8) alimentant un ballon de stockage ( 9) et dudit in- verseur ( 6), la sortie dudit ventilo-convecteur ( 11) étant reliée à un détendeur ( 13) et à un receveur ( 14) par l'inter- médiaire d'un troisième échangeur ( 12), ledit détendeur ( 13) étant relié audit capteur solaire ( 1), l'eau de l'échangeur primaire du ballon de stockage ( 9) étant mise en circulation par un accélérateur linéaire ( 11) dans un circuit fermé ( 15) reliant les trois échangeurs ( 4, 8, 12) et comprenant un vase d'expansion. 2 Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit capteur solaire ( 1) est relié audit compresseur ( 7) par l'intermédiaire d'une vanne modulante ( 16) pilotée par une sonde ( 17) en contact avec ledit capteur et une sonde extéri- eure ( 18).