Brevet FR2542074A1 — publié le 19840907

PANNEAUX D'ECHANCES THERMIQUES ET APPAREILS A ECHANGES THERMIQUES COMPORTANT DE TELS PANNEAUX La pressente invention a pour objet des panneaux d'échanges thermiques prévus tout particulièrement pour former les parois d'appareils à échanges thermiques tels que, par exemple, réfri gérateurs et/ou congélateurs, ou installations du type pompe à chaleur. Dans les appareils à échanges thermiques de types connus, ayant une paroi intérieure réfrigérante, le froid est obtenu par la circulation d'un fluide frigorigène dans une tubulure en forme de serpentin par exemple, plaquée contre la paroi intérieure de l'enceinte réfrigérante et formant un circuit évaporateur dans lequel le fluide frigorigène qui circule est vaporisé. Un des inconvénients de ce type de réalisation est le rendement médiocre de telles enceintes réfrigérantes, le fluide frigorigène n'étant pas en contact direct avec la paroi réfrigérante et l'échange thermique s'effectuant par conduction à travers l'épaisseur de la tubulure de l'évaporateur et de la paroi réfrigérante. Afin d'améliorer le rendement des appareils frigorifiques, il est connu d'utiliser un panneau réfrigérant dont la paroi située à l'intérieur de l'enceinte forme l'évaporateur et est réalisée à partir de deux tôles qui sont ensuite soudées ou collées à des endroits prédéterminés, puis soumises a' un gonflage des parties non soudées afin de former des tubulures dans lesquelles peut circuler un fluide réfrigérant. Ce procédé de fabrication est connu sous le nom de "Roll-Bond". Cependant, la réalisation et le montage du condenseur situé à l'extérieur de l'enceinte de ces appareils frigorifiques restent des opérations coûteuses et relativement compliquées.- La présente invention permet une réalisation plus rapide et plus économique d'appareils de réfrigération ou de chauffage, ainsi qu'un gain de place dans ces derniers. Suivant l'invention, un panneau d'échanges thermiques formant au moins partiellement les parois d'un appareil à échanges thermiques comprenant un évaporateur et un condenseur, ce panneau étant constitué d'une plaque en matériau thermiquement isolant placée entre deux parois, est caractérisé en ce que l'une au moins des parois forme un élément d'échanges thermiques à tubulure dans laquelle peut circuler un fluide frigorigène, cet élément constituant le condenseur de l'appareil à échanges thermiques. Egalement suivant l'invention, un panneau d'échanges thermiques constitué d'une plaque en matériau thermiquement isolant placée entre deux parois, est caractérisé en ce que ces parois forment respectivement des éléments d'échanges thermiques à tubulures dans lesquelles peut circuler un fluide frigorigène, ces éléments constituant respectivement l'évaporateur et le condenseur de l'appareil à échanges thermiques. Egalement suivant l'invention, un procédé de fabrication d'un panneau d'échanges thermiques, est caractérisé en ce que l'élément isolant est obtenu par injection d'une matière plastique entre les éléments d'échanges thermiques. Egalement suivant l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que les éléments d'échanges thermiques sont du type "Roll-Bond". Egalement suivant l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que la plaque isolante est obtenue par injection d'un matériau thermiquement isolant entre deux tôles planes et en ce que des moyens sont utilisés pour former des rainures sur les faces opposées de la plaque en matériau isolant, les toles appliquées sur les faces opposées de la plaque isolante transformant ces rainures en circuits tubulaires de circulation de fluide frigorigène. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins qui l'accompagnent et sur lesquels: La figure 1 représente schématiquement une enceinte de réfrigérateur de type classique. La figure 2 montre un détail de la paroi de l'enceinte de la figure 1. La figure 3 représente schématiquement une enceinte frigorifique dont les parois sont constituées de panneaux d'échanges thermiques suivant l'invention. Les figures 4 et 5 montrent, en détail, deux exemples de rea- lisation de parois d'enceinte frigorifique formées de panneaux d'échanges thermiques suivant l'invention. Un appareil frigorifique de type classique, tel que montré en figure 1, comprend une enceinte E constituée de parois 1 thermiquement isolantes et d'un circuit de réfrigération comprenant, de façon connue, un évaporateur 2 dans lequel se vaporise un fluide frigorigène, un compresseur 3 destiné à compresser le fluide frigorigène à l'état gazeux, un condenseur 4, une bouteille 8 d'accumulation et un détendeur 5. La figure 2 montre, en coupe longitudinale, la paroi 1 isolante de l'enceinte E, formée, de façon connue, d'une plaque 7 en matériau thermiquement isolant placée entre deux tôles 5,6 de parement. Un appareil frigorifique suivant la présente invention comprend, dans l'exemple montré en figure 3, une enceinte El dont les parois sont formées de panneaux 10 d'échanges thermiques suivant l'invention, et un circuit de réfrigération de type connu, comprenant par exemple, comme le circuit de réfrigération mentionné ci-dessus à titre d'exemple, un compresseur 3, un condenseur 4, une bouteille 8 d'accumulation, un détenteur 5, un évaporateur 2. D'autres circuits de réfrigération à circulation de fluide frigorigène, de type connu, peuvent aussi être utilisés. Ces panneaux 10 d'échanges thermiques suivant l'invention, montrés en coupe longitudinale en figure 4, sont constitués, dans cet exemple de réalisation, d'une plaque 1 1 en matériau thermiquement isolant placée entre deux éléments 12,13 d'échanges thermiques qui vont être décrits dans ce qui suit. Dans un exemple préféré de réalisation, ces éléments 12 , 13 sont constitués chacun de deux plaques de tôle 14, 15 et 16, 17 partiellement soudées ou collées entre elles. Les plaques 15 et 17 présentent, dans les parties non soudées, des gonflements formant respectivement avec les plaques 14 et 16 des tubulures 18,19 étanches dans lesquelles peut circuler un fluide frigorigène. Les panneaux 10 d'échanges thermiques peuvent être obtenus par injection de polyuréthane ou autre matière plastique entre les éléments 12, 13 d'échanges thermiques. Ces éléments 12 , 13 peuvent être munis de pare-vapeur. L'appareil frigorifique suivant l'invention comporte donc une enceinte E1 formée de panneaux 10 d'échanges thermiques tels que décrits précédemment et un circuit réfrigérant comprenant, dans l'exemple représenté, un compresseur 3, du type compresseur hermétique classique par exemple, dont la tubulure 20 de refoulement des gaz compressés est reliée à l'une 191 des extrémités 191,192 de la tubulure 19 de l'élément 13 d'échanges thermiques situé à l'ex- térieur de l'enceinte E1 et formant un condenseur, l'autre extrémité de cette tubulure 19 étant reliée, par l'intermédiaire d'une bouteille 8 accumulatrice, à la tubulure d'entrée du détendeur 5, la tubulure de sortie de ce détendeur 5 étant reliée à l'une 181 des extrémités 181,182 de la tubulure 18 de l'élément 12 d'échanges thermiques, situé à l'intérieur de l'enceinte E1 et formant un évaporateur destiné à la vaporisation du fluide frigorigène. Dans un autre exemple de réalisation de panneaux 100 d'échanges thermiques suivant l'invention, on utilise, comme montré en figure 5, une plaque 101 en matériau thermiquement isolant comportant, sur chacune de ses deux faces opposées 102 et 103, un tracé continu de rainures 104, 105 qui forment avec les parois 106 et 107 planes appliquées respectivements sur les faces 102 et 103 opposées de la plaque isolante 101, des tubulures de circulation du fluide frigorigène. Ces rainures 104 et 105 peuvent être réalisées, par exemple, de façon connue, dans la plaque 101 en matériau thermiquement isolant au moment du moulage de cette plaque 101 dans un moule présentant intérieurement des nervures qui formeront dans le matériau isolant un circuit continu en creux, qui deviendra un circuit tubulaire pour la circulation du fluide frigorigène lorsque les parois 106 et 107 seront appliquées respectivement sur les faces opposées 102 et 103 de la plaque 101 démoulée. L'appareil de réfrigération réalisé au moyen de panneaux 10 ou 100 d'échanges thermiques suivant l'invention, benéficie d'un montage plus rapide, d'un gain de place appréciable, puisque l'évaporateur et le condenseur sont intégrés dans la paroi de son enceinte E1, et d'une diminution du coût de fabrication. Il est à remarquer que les panneaux 10 ou 100 d'échanges thermiques suivant l'invention, peuvent être utilisés, non seulement pour réfrigérer une enceinte totalement ou partiellement fermée, comme un réfrigérateur ou une vitrine réfrigérée équipant les grandes surfaces de vente, mais aussi pour chauffer une enceinte. Dans ce cas, la partie intérieure du panneau d'échange thermique fonctionne en condenseur et sa partie extérieure en évaporateur. Il est à noter également que les panneaux suivant l'invention peuvent équiper des enceintes réfrigérées ou chauffées utilisant soit un système d'échange de chaleur à compression, soit un systeme d'échange de chaleur à absorption, travaillant entre deux sources de chaleur au moins, soit encore un système à adsorption et, plus généralement, tout système d'échange thermique dont l'une ou l'autre, ou les deux faces de la paroi séparant le milieu "froid" du milieu "chaud" peut servir d'échangeur. REVENDICATIONS 1. Panneau d'échanges thermiques formant au moins partiellement les parois d'un appareil à échanges thermiques comprenant un évaporateur et un condenseur, ce panneau étant constitué d'une plaque (11) en matériau thermiquement isolant placée entre deux parois, caractérisé en ce que l'une au moins de ces parois forme un élément (13) d'échanges thermiques à tubulure (19) dans laquelle peut circuler un fluide frigorigène, cet élément (13) constituant le condenseur de l'appareil à échanges thermiques. 2. Panneau d'échanges thermiques suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux parois forment respectivement des éléments (12 ,13) d'échanges thermiques à tubulures (18, 19) dans lesquelles peut circuler un fluide frigorigène, ces éléments (12 ,13) constituant respectivement l'évaporateur et le condenseur de l'appareil à échanges thermiques. 3. Panneau d'échanges thermiques suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chaque élément (12 ,13) d'échanges thermiques est réalisé à partir de deux tôles soudées ou collées ensembles à des endroits prédéterminés, puis soumises à un gonflage des parties non soudées afin de former un circuit tubulaire dans lequel peut circuler le fluide réfrigérant. 4. Panneau d'échanges thermiques suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la plaque (11) est obtenue par injection d'une matière plastique entre les éléments (12 ,13) d'échanges thermiques. 5. Panneau d'échanges thermiques suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la plaque (101), en matériau thermiquement isolant, comprend sur chacune de ses faces (102 ,103) opposées un tracé continu de rainures (104 ou 105) qui forment avec les parois 106 et 107 planes, appliquées respectivement sur les faces (102 et 103) opposées de la plaque (101) isolante, les tubulures de circulation de fluide frigorigène de l'évaporateur et du condenseur respectivement. 6. Appareil de réfrigération, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un panneau d'échanges thermiques suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, la tubulure formée par la paroi (13 ou 107) extérieure constituant le condenseur et la paroi (12 ou 106) consti tuant l'évaporateur. 7. Pompe à chaleur comprenant un évaporateur et un condenseur de fluide caloporteur, caractérisée en ce qu'il comporte un panneau d'échanges thermiques suivant l'une quelconque des reven dications 1 à 5, la tubulure formée par la paroi (13 ou 107) exté rieure constituant l'évaporateur et la paroi (12 ou 106) constituant le condenseur.