Brevet FR2558576A1 — publié le 19850726

La prdsente invention concerne un dispositif permettant à un compresseur de pompe à chaleur de produire une importante source de chaleur en plus de celle résultant de la compression de l'air par le compresseur . Cette création importante de chaleur supplémentaire autorise l'utilisation de ce genre de pompe à chaleur durant les plus grands froids,en évitant la relève par un chauffage traditionnel comme cela existe jusqu'à maintenant. Suivant l'invention ,un moteur électrique entraine le compresseur d'air (d piston; rotatif; à vis; centrifuge; volumétrique; àilettes ou tout/type) avec, un système de refroidissement par liquide. En sortant du compresseur, l'air comprimé entraine un ensemble turbine-alternatur, passe ensuite dans un pot de détente et ,retourne au com- presseur après avoir entraîné par dépression de l'air aspiré, un autre ensemble turbine-alternateur. Un chauffage électrique alimenté par les deux alternateurs est situé dans le conduit d'air ,juste avant l'entrée d'air dans le compresseur.Un fluide frigorîgène circulant dans le circuit refroidissement du compresseur, se transforme en vapeur sous pression au contact de la paroi très chaude du com- presseur d'air puis, est dirigée vers le condenseur et, retourne après passage dans un évaporateur a 11 état liquide au compresseur. Ce cycle chauffage avec une vanne d'inver- sion et, un détendeur sur son circuit se transforme pour l'été en cycle refroidissement ou climatiseure Une forme d'exécution de l'invention est décrite ei-après à titre indicatif et nullement limitatif, en se référant au dessin annexcé.Un moteur électrique(I) entraine un compresseur d'air(2) possédant un systéme de refroidissement par liquide(3). En sortant du compresseur(2) l'air comprimé(4) après son passage dans un rétrécissement conique(5) entraine un premier ensemble turbine-alternateur (6) . En sortant de la turbine(6),l'air est dirigé vers un pôt de détente(7) lequel est pourvu d'une d'une soupape(8) pour limiter la compression et, d'une autre soupape(9) pour limiter la dépression. L'air est ensuite aspiré vers un autre rétrécissement conique(I0) entraine un deuxième ensemble turbine-alternateur(II) se réchauffe au contact d'une résistance électrique(I2) juste avant d'strie à nouveau comprimé.La résistance électrique(12) est ali mentée par deux alternateurs entraînés par les turbines(6) et(II). Le fluide frigorigène arrive par le point bas(13) dans le système de refroidissement(3) du compresseur(2). En augmentant par compression la température de l'air déja très chaud par son passage au contact d'une résistance électrique(12) la paroi du compresseur(23 monte très vite en haute température. Cette haute température s'écoule au oontact du fluide frigorigène en le transformant en gaz chaud sous pression(14) vers le ou les condenseur(s). Une isolation thermiqueèt phonique(15) entoure le compresseur (2) et le circuit d'air(4)(5)(6)(7)(Ioe) et(II). Le moteur élec- trique(I) peut être alimenté, surtout, s'il entraîne un compresseur d'air à ailettes d'une manière discontinue grâce à la force d'inertie du mouvement de rotation du moteur électrique(1) et du compresseur . ela permettant une appréciable économie d'électricité.On peut remplacer le fluide frigorigène de refroidissement (3) et(14) par de l'eau et des radiateurs suivant le principe de chauffage central ordinaire. La résistance électrique(12) peut être placé directement dans le circuit(3) ou(14). Une autre possibilitd de l'invention concerne la pompe à chaleur habituelle avec un compresseur pour aspiration et compression deun gaz frigorigène. Apuré un rétrecissement conique, un premier ensemble turbine-alternateur est situe sur le circuit du gaz frigorigène sous pression entre le compreaseur et le condenseur. Le deuxième rétrécissement conique puis ensemble turbine-alternateur est situé entre l'évapora- teur et le compresseur. La résistante électrique peut store placé avant le condenseur, à l'évaporateur avant le compresseur, ou au ealoduc. Avec une pompe de chaleur réversible chauffage- climati seur, le premier ensemble turbine-alternateur est situé entre le compresseur et la vanne d'inversion et, le deuxième ensemble turbini-alternateur est situé entre la vanne d'inversion et le compresseur. Pour le cycle chauffage la résistance électrique est situé dans le circuit du gaz frîgorigène de préférence avant le condenseur ; pour le cycle refroidissement, la rdsistance dlectrique est situé dans le circuit du gaz frigorigène de préférence avant l'évaporateur. REVENDICATIONS I) Dispositif de pompe à chaleur auto-chauffante caractérisé en ce qu'il comporte un moteur électrique(I) entrainant un compresseur d'air(2) possedant un système de refroidissement par liquide(3).Sur le circuit d'évacuation de l'air comprimé(4) un réducteur conique(5) précède un ensemble turbine-alternateur(6).Après entre passé dans un pot de détente(7)l'air aspiré traverse un autre rétrécissement conique(IO) avant d'entraîner un deuxième ensemble turbine-alternateur(II)puisest réchauffé par une résistance électrique(12) avant d'entrer dans le compre sseur(2).Le liquide de refroidissement(3) est un fluide frigorigène qui se transforme on gaz chaud sous préssion (I4) par contact avec la paroi du compresseur(2).Ce gaz chaud sous pression(I4) est employé l'hiver pour le chauffage; l'été pour la climatisation. 2) Dispositif selon la revendication précédente carac térisé par un compresseur d'air(2) utilise la dépression existant dans le conduit d'alimentation en air pour entrainer après son passage dans un rétrécissement conique (IO) un ensemble turbine-alternateur(II) 3) Dispositif selon les revendications I et2 caractérisé par l'air comprimé(4) produit par le compresseur(2) après son passage dans un rétrécissement conique(5) entrai ne un ensemble turbine-alternateur(6) 4) Dispositif selon les revendications I-2 et 3 caractérisé par le courant électrique produit par l'alternateur ou dynamo entraîné par la turbine (6) sur le conduit to imé(4) et le courant électrique produit par l'alternateur ou dynamo entrainé par la turbine(II) sur le conduit d'air d'alimentation du compresseur(2) alimentent une résistance électrique(I2) pour le chauffage de l'air entrant dans le compresseur(2) 5) Dispositif selon les revendications I-2-) et 4 caraco térisé en ce que après la turbine(6) l'air est dirigé dans un pot de détente(7) lequel comporte une soupape(8-) pour REVENDICAtIONS r limiter la compession et,une autre soupape (9) pour limiter la dépression.Ce pot de détente(7) est aussi un réser- voir d'air pour alimenter le compresseur(2) 6) Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en ce que le trajet de l'air circulant dans le compresseur(2) le conduit d'air comprimé(4) le rétrécissement conique(5) la turbine(6) le pot de détente(7) le rétrécissement conique(I0) la turbine (il) la résistance électrique(12) et l'entrée d'air au compresseur(2) forme un circuit fermé entouré par une iso- lation(I5) thermique et phonique 7) I?ispositif selon les revendications 1-2-3-4-5 et 6 caractérise par une très rapide élévation de la tempéra- ture de la paroi du compresseur(2).Celle-ci étant la source de chaleur transmise aux condemseurs pour le chauffage des locaux 8) Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en ce que le fluide frigorigène (3) et. (14) peut. titre remplacer par de l'eau alimentant des radiateurs suivant le principe de chauffage central ordinaire 9) Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en ce que le moteur électrique(I) peut autre alimenté d'une manière discontinue gce à la force d'inertie du mouvement de rotation de l'ensemble moteur électrique(I) compresseur(2) 10) Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en ee que la resistance électrique(I2) peut titre placé directement dans le circuit de chauffage(14) 11) Dispositif selon les revendications précédentes prises dans leur ensemble caractérisé en ce que un rétrécissement conique et un ensemnle turbine-alternateur peuvent autre situés après le compresseur sur le circuit du REVENDICA2IONS gaz frigorigène d'une pompe de chaleur habituelle avec un compresseur pour aspiration et compression du gaz frigorigène. Le deuxième rétrécissement conique puis un ensemble turbine-alternateur sont situés avent le compresseur. Les deux alternateurs alimentent une résistance électrique situé sur le circuit du gaz frigorigène soit, avant le condenseur ou, le compresseur soit au caloduc. Pour une pompe de chaleur réversible en production de froid la résistance électrique est situé avant l'évaporateur. 12) Dispositif selon les revendications prdeédententes prises dans leur ensemble caractérisé en ce que deux résistances électrique sont situés sur le circuit d'une pompe de chaleur réversible, l'une avant le condenseur pour le cycle chauffage ; l'autre avant l'évaporateur pour le cycle refroidissement.