Brevet FR2568673A1 — publié le 19860207

L'invention concerne un circuit de pompe à chaleur à compression de vapeur. Les causes d'irréversibilité dans des circuits classiques de pompe à chaleur à compression de vapeur sont nombreuses et entraînent une limitation du rendement thermique d'un tel circuit. L'une des causes principales de l'irréversibilité est le détendeur ou élément d'étranglement, communément utilisé à la place d'une turbine pour des raisons de simplicité, qui ne permet aucun travail récupérable. Une autre cause résulte de l'échange de chaleur isobare (et donc isotherme) dans le circuit de compression de vapeur, à la fois dans le condenseur et dans l'évaporateur. L'invention a pour but de réduire l'irréversibilité d'un circuit de pompe à chaleur à compression de vapeur. Conformément à la présente invention, il est prévu un circuit de pompe à chaleur à compression de vapeur comprenant un étranglement dans lequel se détend un liquide de travail provenant du condenseur du circuit, l'étranglement étant agencé de façon à délivrer un mélange à deux phases liquide/ vapeur et étant suivi d'un dispositif d'atomisation conçu pour détendre progressivement le mélange à deux phases provenant de l'étranglement, avec une réduction répartie de la température, pour produire de la vapeur saturée destinée à être comprimée par le compresseur du circuit de la pompe à chaleur. Conformément à un autre aspect de l'invention, il est prévu un circuit de pompe à chaleur à compression de vapeur qui comprend un étranglement par lequel un liquide saturé est détendu de façon à former un mélange à deux phases liquide/vapeur, un évaporateur destiné à détendre progressivement le mélange à deux phases provenant de l'étranglement, avec une réduction répartie de la température pour produire de la vapeur saturée, un compresseur destiné à comprimer la vapeur saturée pour produire de la vapeur surchauffée, et un condenseur destiné à extraire de la chaleur, pour la fournir à une charge utilisatrice, de la vapeur surchauffée provenant du compresseur afin de produire le liquide saturé destiné à l'étranglement. Conformément à un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé pour fournir de la chaleur à une charge utilisatrice à l'aide d'un circuit de pompe à chaleur à compression de vapeur, qui comprend les étapes consistant à détendre un liquide de travail à travers un étranglement afin de former un mélange de deux phases liquide/vapeur, à détendre progressivement le mélange de deux phases, avec une réduction répartie de la température et une absorption de la chaleur provenant d'une source de chaleur pour produire de la vapeur saturée, à comprimer la vapeur saturée pour produire de la vapeur surchauffée, à extraire de la chaleur pour la fournir à une charge utilisatrice, d'une partie du circuit comprise entre le compresseur et l'étranglement, et à répéter ces opérations. On connaît des circuits de pompe à chaleur à compression de vapeur dans lesquels un liquide saturé provenant d'un condenseur est détendu à travers un obturateur ou étranglement et délivré de ce dernier à l'entrée d'un évaporateur où il est vaporisé dans des conditions isothermes. Cependant, dans l'invention, une détente seulement limitée du liquide saturé provenant du condenseur a lieu dans l'étranglement et la détente restante se produit dans les moyens de détente, avec une réduction répartie de la température afin de réduire l'irréversibilité. Le perfectionnement apporté par l'invention sera à présent expliqué plus complètement. En considérant le cas d'un évaporateur placé dans le circuit connu de pompe à chaleur, chauffé par un fluide provenant d'une source de chaleur extérieure, le fluide de travail qui circule de la pompe à chaleur doit être plus froid que le point le plus froid du fluide provenant de la source de chaleur. Le fluide de travail sort inévitablement de la valve réductrice de pression ou de l'élément d'étranglement à une température qui est notablement supérieure à celle de l'évaporateur, quels que soient les échangeurs de chaleur incorporés dans le circuit de la pompe à chaleur. Par conséquent, le fluide passant à travers l'él6- ment d'étranglement se vaporise partiellement afin de refroidir jusqu'à la température, plus basse, de l'évaporateur.Moins ce refroidissement est intense, moins la perte de capacité du circuit de la pompe t chaleur est grande et plus son rendement est élevé, et l'invention utilise ce fait. Il convient de noter que l'entropie de vaporisation L/T est inférieure, L étant la chaleur latente de vaporisation du fluide de travail et T sa température. On considdrera à présent un exemple numérique. On suppose que 3e fluide de travail sort à 300C de l'élément d'étranglement. Si, par exemple, le fluide extérieur provenant de la source de chaleur arrive à 150C et est refroidi à 50C dans un évaporateur isobare,la température de l'évaporateur sera généralement de l'ordre de -50C. L'accroissement de l'entropie du fluide de travail du circuit de la pompe à chaleur, au point d'entrer dans l'évaporateur, est donc (sans tenir compte des chaleurs sensibles) L (1/268 - l/303) où L est exprimé en joules. Dans l'évaporateur, l'entropie du fluide de travail augmente de L/268 par mole. En considérant à présent l'évaluation numérique d'une forme de réalisation équivalente conforme à l'invention, l'échangeur de chaleur à évaporateur peut fonctionner de facon satisfaisante si le fluide de travail s'évapore entre 100C et -50C, au lieu d'avoir la valeur isotherme de -50C. A l'entrée de l'échangeur de chaleur à évaporateur, l'entropie produite par vaporisation n'est pas supérieure à L/283 par mole, s'élevant progressivement jusqu'à L/268. Le développement de l'entropie (et donc de l'irréversibilité) est donc réduit. Dans l'exemple numérique ci-dessus, on obtient 30,6LJK1 avec le circuit de pompe à chaleur équivalent selon l'invention, contre 33,3L JK 1 avec l'agencement connu. On obtient donc une amélioration d'environ li %. De plus, pour refroidir le fluide de travail à la température d'entrée dans l'évaporateur, la masse du fluide de travail qui doit être vaporisée pour réduire le refroidis sement demandé est de Cp. t T, où Cp est la chaleur spéci- L fique, à pression constante, du fluide de travail et AT est la chute de température subie lorsque le mélange à deux phases passe de l'élément d'étranglement à l'entrée de l'évaporateur. Dans l'agencement connu utilisant un évaporateur isobare, AT est de 300K alors qu'avec l'invention, AT est de 15 K. La perte de capacité est donc diminuée de moitié dans le second cas. Il convient de noter que la valeur approximative de Cp.QT dans l'exemple numérique ci-dessus est de 0,1 fois la capacité totale d'un fluide de travail classique,oùllT = 15"R. L'até3.oration de la capacité est donc de l'ordre de 10 %. Pour détendre progressivement le mélange à deux phases provenant de l'étranglement, avec une réduction répartiede la température et une absorption de la chaleur provenant de la source de chaleur, le dispositif d'atomisation peut être équipé de moyens de transmission de chaleur destinés à transmettre la chaleur provenant d'une source de chaleur au mélange à deux phases traversant l'évaporateur. Dans un agencement simplifié, les moyens de transmission de chaleur peuvent faire partie du dispositif d'atomisation proprement dit. Par exemple, les moyens de transmission de chaleur peuvent etre une partie conductrice de la chaleur, placée en communication calorifique entre une source extérieure de chaleur, telle que l'atmosphère ambiante, et le mélange à deux phases se trouvant dans le dispositif d'atomisation. Le dispositif d'atomisation comprend avantageusement des moyens destinés à provoquer l'écoulement du mélange à deux phases pour le diviser et le recombiner de façon répétée avant qu'il sorte du dispositif d'atomisation. Un procédé avantageux permettant d'obtenir ce résultat consiste à équiper le dispositif d'atomisation dtun tube présentant une lumière sensiblement cylindrique et une entrée et une sortie respectivement à ses deux extrémités, une ame étant logée dans le tube, à peu près coaxialement à, mais à distance de, la paroi de la lumière, la surface périphérique de l'âme présentant au moins une rainure hélicoidale non sécante qui s'étend en continu autour de l'âme, sensiblement sur toute sa longueur, et des moyens établissant un trajet hélicoïdal entre l'âme et la paroi dù tube pour définir au moins un trajet hélicoidal s'étendant en continu autour de l'âme en communication avec la ou les rainures hélicoidales, mais de pas opposé à ces dernières. Les points où la ou chaque rainure hélicoldale croise le ou chaque trajet hélicoidal servent à diviser et à recombiner l'écoulement du mélange à deux phases à travers le dispositif d'atomisation.Il convient de noter que ce croisement des trajets d'écoulement respectifs , réalisé par la ou les rainures hélicoidales et le ou les trajets hélicoldaux, engendre une interaction et un cisaillement du mélange à deux phases, conduisant à un mélange intime et au fractionnement des gouttelettes de liquide en un brouillard fin, ce qui favorise la production de la phase vapeur circulant de la sortie du dispositif d'atomisation. Les moyens formant des trajets hélicoïdaux peuvent être fixés à la surface périphérique de l'âme et peuvent être en contact de frottement avec la paroi du tube afin que l'âme et les moyens formant les trajets hélicoidaux forment un ensemble qui est fixé de façon amovible dans le tube par ledit contact de frottement et qui peut être retiré d'un seul bloc du tube. L'âme est habituellement cylindrique et présente au moins une rainure hélicoidale s'étendant vers l'intérieur de sa surface cylindrique. Dans une autre forme préférée d'agencement, l'âme est un élément allongé de section rectangulaire, avantageusement carrée,qui est torsadé sur sa longueur, autour de son axe longitudinal, afin que quatre rainures hélicoidales soient formées dans la surface périphérique de cette âme, le tube étant également de section rectangulaire, par exemple carrée, et étant torsadé en sens opposé à celui de l'âme. Pour améliorer le rendement du circuit de la pompe à chaleur, ce circuit peut comporter en outre des moyens d'échange de chaleur destinés à échanger de la chaleur entre le fluide de travail fourni au dispositif d'atomisation et celui qui en provient. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une représentation schématique d'un circuit de pompe à chaleur connu utilisant un évaporateur isobare la figure 2 est une vue schématique d'une forme préférée de l'invention la figure 3 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 2 la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3, mais montrant une variante la figure 5 est un diagramme de Mollier (enthalpieentropie) illustrant l'amélioration pouvant être obtenue lors de la mise en oeuvre de l'invention la figure 6 est une illustration très schématique d'un autre agencement avantageux de l'évaporateur dans le circuit de pompe à chaleur selon l'invention ;; la figure 7 est une vue très schématique d'une conception avantageuse et pratique pour l'évaporateur ; et la figure 8 est un schéma d'un circuit de pompe à chaleur à deux étages constituant une autre forme avantageuse de réalisation de l'invention. La figure 1 réprésente un circuit typique et qui est connu de pompe à chaleur à compression de vapeur. Comme représenté, la chaleur provenant d'une source 1 est mise en circulation dans un serpentin 2 d'échange de chaleur plongé dans un liquide de travail contenu dans un récipient fermé 3, d'un évaporateur 12, et de la chaleur est transmise du serpentin 2 au liquide de travail.Un espace 22 rempli de vapeur existe dans le récipient 3 au-dessus du liquide de travail et de la vapeur saturée, provenant de cet espace, circule par un conduit 4 vers un compresseur 5 où elle est comprimée pour donner de la vapeur surchauffée qui est transportée par un conduit 6 (avec une certaine chute de pression et un certain refroidissement) vers un condenseur 7 qui extrait de la chaleur de la vapeur surchauffée (condensation isotherme) pour la faire circuler vers une charge utilisatrice 8 afin de produire un liquide saturé qui est dirigé vers un étranglement (par exemple une vanne à pointeau) ou un élément 10 d'obturation.Le liquide saturé est détendu à travers l'élément 10 d'obturation ou d'étranglement de façon à former un mélange à deux phases liquide/vapeur qui est introduit par un conduit 9 dans le liquide de travail contenu dans le récipient 3 de 1 'évapo- rateur 12. A cet effet, le conduit 9 descend à l'intérieur du récipient 3 et aboutit à peu de distance au-dessus du fond de ce récipient fermé 3. La phase gazeuse du mélange à deux phases introduit dans le récipient forme des bulles qui remontent à travers le liquide de travail du récipient 3 et passent dans l'espace 22,rempli de vapeur saturée, de l'évaporateur.Le rendement thermique du circuit de la pompe à chaleur peut être amélioré par l'utilisation d'un échangeur 11 de chaleur réalisant un échange de chaleur entre le liquide de travail saturé s'écoulant de la sortie du condenseur 7 vers l'élément 10 d'étranglement et la vapeur saturée circulant dans le conduit 4. Comme mentionné dans le préambule du présent mémoire, les causes principales de l'irréversibilité du circuit de la pompe à chaleur de la figure 1 sont la détente se produisant dans l'élément 10 d'étranglement, du fait que cette détente ne produit aucun travail récupérable, et l'échange de chaleur isobare,et donc isotherme, ayant lieu dans le condenseur et dans l'évaporateur. La forme de réalisation de l'invention, illustrée sur les figures 2 et 3, est améliorée en ce qui concerne ce point. Les mêmes références numériques utilisées sur la figure 1 et sur les figures 2 et 3 désignent les mêmes éléments ou des éléments équivalents qui ne seront pas de nouveau décrits en détail par la suite. Dans le circuit de pompe à chaleur des figures 2 et 3, la différence, par rapport au circuit précédent, réside dans la détente du liquide saturé transporté vers l'élément 10 d'étranglement et l'évaporateur 12 pour former de la vapeur saturée qui est dirigée vers le compresseur 5. En premier lieu, la chute de pression isenthalpique se produisant à travers l'élément 10 d'étranglement est considérablement inférieure à celle se produisant avec l'élément d'étranglement de la forme de réalisation de la figure 1. En fait, le seul but de l'élément d'étranglement ou d'obturation est d'assurer que le tronçon du conduit 9 situé en amont de cet élément 10 d'étranglement contient du liquide saturé, et le degré d'étranglement doit seulement y suffire.Ce liquide saturé est détendu dans l'élément 10 d'étranglement en formant un mélange à deux phases qui est ensuite davantage détendu dans l'évaporateur 12 qui comprend un dispositif 13 d'atomisation ainsi qu'un serpentin 2 d'échange de chaleur relié à la source de chaleur 1 qui est en communication thermique avec le mélange à deux phases du fluide de travail se détendant dans le dispositif 13 d'atomisation. Comme montré sur les figures 2 et 3, le dispositif 13 d'atomisation comprend une âme 21 représentée sous la forme d'un noyau ou d'une âme cylindrique, bien que d'autres formes allongées soient possibles, dont la surface cylindrique présente deux rainures ou gorges torsadées, larges et profondes 15, s'étendant vers l'intérieur, tournant chacune en hélice autour de l'âme sensiblement sur toute sa longueur, et formant avantageusement plus de trois tours complets (bien que, uniquement pour des raisons de simplicité, deux tours complets soient montrés sur la figure 2). Le nombre réel de tours doit être, en principe, déterminé expérimentalement, ou calculé, en fonction de l'aire de la section et du débit d'écoulement massique du fluide en évaporation. La forme de l'âme 21 est analogue à celle d'un foret de perçage des métaux.A titre d'exemple, pour un diamètre d'âme de 4 mm, sa longueur doit être d'au moins 80 mm. Deux fils métalliques 16, ayant chacun, en section, un diamètre de 1 mm, par exemple, sont enroulés autour de l'âme. Comme précédemment, les fils sont enroulés en hélice mais les spires de ces hélices sont de sens opposé à celui des spires des rainures hélicoldales 15 de l'âme 21. Chaque fil 16 forme comme précédemment trois tours complets sur une longueur de 80 mm et est fixé à l'âme 21 , par exemple par quelques points de brasure. L'ensemble à âme ainsi formé est inséré axialement à l'intérieur d'un tube cylindrique 17, dont le diamètre de la lumière ést de 6 mm, et s'y ajuste à force ou par frottement serré.Le tube est fermé à chaque extrémité par une calotte 18 présentant un trou central 19 en alignement axial sur l'âme 21 et avec lquel le conduit 9 ou 4, suivant le cas, est raccordé de façon étanche aux fluides par tous moyens convenables de raccordement. il est évident qu'au moins l'une des calottes extrêmes 18 doit être fixée de façon amovible au tube 17 du dispositif 13 d'atomisation pour permettre l'assemblage de ce dispositif lors de la fabrication et tout démontage ultérieur souhaité et toute remise en place de l'ensemble à âme, mais ceci n'est pas illustré sur la figure 2 pour plus de clarté. il est évident que les valeurs indiquées pour les nombres de rainures 15 et 16 ainsi que pour le nombre de spires de chacune d'elles, sur la longueur du dispositif d'atomisation, de même que les dimensions données, ne sont indiqiaées qu'a titre d'exemple. La figure 2 illustre très schématiquement le serpentin 2 d'échange de chaleur en communication thermique avec le mélange à deux phases circulant à travers le dispositif d'atomisation. Par exemple, le serpentin 2 peut être enroulé en hélice autour de la surface extérieure du tube cylindrique 17 qui est évidemment réalisé en une matière à haute conductibilité thermique, par exemple en métal. En variante, la surface extérieure du tube cylindrique 17 peut être simplement exposée à l'atmosphère ambiante afin que l'évaporateur 12 prélève Sa chaleur du milieu l'entourant pour évaporer le mélange à deux phases. Lors du fonctionnement du circuit de la pompe à chaleur, le mélange à deux phases provenant de l'élément 10 d'étranglement circule dans le conduit 9 et arrive à l'extrémité d'entrée du dispositif 13 d'atomisation où il rencontre les trajets hélicoidaux d'écoulement, de pas opposés, formés respectivement par les gorges ou canaux hélicoldaux 15 et les fils 16 enroulés en hélice. L'effet de ces trajets d'écoulement de pas opposés est de diviser et de recombiner rapidement le mélange à deux phases, aux points d'intersection entre les trajets d'écoulement de pas opposés.Au fur et à mesure que le mélange à deux phases progresse à travers le dispositif 13 d'atomisation, on voit qu'il extrait de la chaleur de la source 1 et qu'en même temps, une atomisation et une vaporisation se produisent, avec réduction de température, car le mélange à deux phases refroidit pour favoriser sa propre vaporisation.De cette manière, le mélange d deux phases arrivant à l'extrémité d'entrée du dispositif 13 d'atomisation est transformé, avec détente porgressive et réduction de température, dans me phase vapeur pure s'écoulant de l'extrémité de sortie du dispositif 13 d'atomisation, à une vitesse élevée. il convient de noter que l'agitation, le cisaillement, le tourbillonnement et le mélange provoqués par l'ensemble à noyau du dispositif d'atomisation assurent que la phase liquide du mélange à deux phases est à la fois finement divisé en totalité, et mélangé intimement à la phase vapeur. il convient de noter que l'exemple numérique donné dans le préambule du présent mémoire peut être appliqué au circuit de pompe à chaleur connu,montré sur la figure 1, et à la forme de réalisation des figures 2 et 3, respectivement, à titre de comparaison destinée à illustrer l'amélioration, pouvant être obtenue avec la forme de réalisation des figures 2 et 3, par réduction du degré de détente dans l'élément d'étranglement et suppression de l'évaporation isobare et isotherme du fluide de travail. L'amélioration est en outre illustrée sur la figure 5 qui montre le cycle opératoire du fluide de travail sur un diagramme enthalpie-entropie de Mollier. Sur cette figure, une courbe classique de vapeur saturée pour le fluide de travail est indiquée en 100 et sa courbe de liquide saturé est donnée en 13L Le cycle A-B-B'-C-C'-D-E-E'-A représente le cycle du fluide de travail du circuit de pompe à chaleur connu, montré sur la figure 1 (avec l'échangeur de chaleur Il présent). Le point A représente la sortie du mélange à deux phases de l'élément 10 d'étranglement. La ligne A-B représente la détente isotherme du mélange à deux phases dans l'évaporateur 12 pour former de la vapeur saturée (point B) qui est surchauffée par échange avec le liquide dans l'évaporateur. Cette chauffe isobare est indiquée en B-B'. La ligne B-C représente un compression polytropique, dans le compresseur 5, de la vapeur surchauffée dont la pression et la température, en amont du condenseur, chutent (C-C'-D), suivie d'une condensation isotherme dans le condenseur 7 (ligne D-E), d'un refroidissement (E-E') par échange de chaleur avec la vapeur provenant de l'évaporateur (E-E'), et enfin d'une détente isenthalpique à travers l'élément 10 d'étranglement (ligne E'-A). Dans le circuit de pompe à chaleur des figures 2 et 3, l'élément 10 d'étranglement et l'évaporateur 12 coopèrent de façon à modifier la partie E'-A-B-B' du cycle en un trajet E'-F-B-B' indiqué sur la figure 5. Ainsi, comme mentionné précédemment, le degré de détente dans l'élément 10 d'étranglement est très réduit, ce qui amène le point F beaucoup plus près du point E' de la courbe 101 du liquide saturé que le point A. La détente et l'évaporation dans l'évaporateur 12 suivent alors la ligne F-B-B'. On notera que l'aire FAB représente la diminution d'irréversibilité pouvant être obtenue avec la forme de réalisation des figures 2 et 3. Dans une variante (voir figure 4) de la forme de réalisation des figures 2 et 3, au lieu d'utiliser des fils métalliques entourant une âme à rainures hélicoïdales, on utilise une barre 14 de section rectangulaire, avantageusement carrée, qui peut être torsadée sur sa longueur, autour de son axe longitudinal, de façon à former quatre rainures hélicoidales 15, et cette barre torsadée est ajustee a l'inti rieur d'un tube 17 de section rectangulaire, avantageusement carrée,qui est torsadé sur sa longueur, en sens opposé à celui de la barre 14, de la même manière que sur les figures 2 et 3. il convient de noter que la détente du fluide de travail dans le dispositif 13 d'atomisation produit du travail, à savoir sous la forme d'une accélération du fluide de travail, qui est utilisé pour vaincre les pertes de charge de l'évaporateur. il convient de noter que ce travail est gratuit, car il provient du développement accru d'entropie dans le cours de l'évaporation. La perte de charge due à l'évaporateur ne nécessite donc pas un travail supplémentaire de la part du compresseur. il se peut même que la vitesse de la vapeur à l'extrémité de sortie de l'évaporateur 12 puisse être récupérée en pression et complète donc le travail produit par le compresseur. Ceci peut être obtenu par un dessin aérodynamique convenable de la sortie de l'évaporateur et de l'entrée du compresseur reliées entre elles. Cette récupération de vitesse est indiquée en B'-B" sur la figure 5. EXEMPLE On donnera à présent un exemple de la conception d'un évaporateur de 10 kW où le fluide de travail est l'halogène R22 (monochlorodifluorométhane) ayant les propriétés suivantes Chaleur latente : 190 kJ.kg-l Masse molaire : 90 Température d'évaporation : 100C Pression moyenne d'évaporation (p) : 7 bars Volume spécifique (V) : 0,0338 m3.kg 1 p.V : 23700 Pa.m3.kg 1 Vitesse du son : 180 m.s -1 Débit massique pour 10 kW : 52 g.s -1 Si la vitesse du fluide halogéné est limitée à mach 0,6 (100m.s -1), l'aire de la section d'écoulement est de 33,8 . 52 /10 000 = 0,176 cm2, ce qui est obtenu avec une âme de 8,4 mm de diamètre, insérée dans un tube de 12 mm de diamètre intérieur. On a construit, en fait, un mélangeur avec une âme de 8 mm, du fil métallique de 2 mm à titre d'en- tretoise, et un tube de 12 mm de diamètre intérieur. Le diamètre extérieur de ce tube est de 14 mm, son périmètre est donc de 44 mm, et la longueur nécessaire pour obtenir une surface d'échange de 1 m2 doit donc être de 23 m. Ce tube, convenablement équipé d'ailettes pour accroître l'aire d'échange de chaleur, peut présenter une surface d'échange 3 ou 4 fois plus importante, de sorte que sa longueur peut être réduite à 6 m.Pour améliorer la détente et le mélange, ce tube est précédé d'un mélangeur à âme de 4 mm, présentant une section interne d'écoulement de 4 mm2 (4,5 mm2 moins le tube restant de l'échangeur), de sorte qu'il est raisonnable de limiter à quelques pourcents (10 a 15 ) l'évaporation se produisant dans ce tube. Etant donné qu'une certaine partie du liquide s'évapore d'elle-même en amont de l!entrée de ce tube, l'aire extérieure d'échange de chaleur de ce tube est limitée à 8 - - de l'aire totale d'échange de chaleur présentée par les tubes successifs. Le périmètre extérieur de ce premier tube est de 25 mm, et ce tube, convenablement équipé d'ailettes, présente une surface de 750 cm2 par mètre. Dans une première approximation, cet évaporateur (voir figure 6) comprend un agencement à tube en forme de serpentin comprenant un tronçon mélangeur d'entrée unique 50 de 1 mètre de longueur, avec une âme de 4 mm, suivi de six tronçons mélangeurs successifs 51 d'un mètre de longueur, comportant une âme de 8 mm. Le tuyau d'entrée d'halogène dans le tronçon mélangeur d'entrée est indiqué en 52 et le tuyau de sortie du tube en forme de serpentin, conduisant au compresseur 5, est désigné par la référence numérique 53. Les ailettes de refroidissement portées par les tronçons 51 du mélangeur sont représentées en 54 et chacun des tronçons mélangeurs 50, 51 est placé dans un tube à eau 55 l'entourant, les tubes 55 étant raccordés entre eux en série. et branchés dans un circuit pour être alimentés par la source 1 de chaleur. La chute de pression de l'halogène dans l'évapora- teur est ensuite évaluée ou mesurée sur un prototype et les calculs sont poursuivis jusqu'à ce que tous les paramètres (températures, pressions, chaleur et débits massiques) correspondent, à la suite de processus empiriques, aux critères prévus qui, dans un agencement, sont que la chute de pression de l'halogène à travers l'évaporateur 12 soit de 2 bars, que 1' halogène s'évapore de lui-même, avant de pénétrer dans l'entrée de l'évaporateur, à 150C (7,8 bars) et qu'il sorte de l'évaporateur à 50C (5,8 bars), et que les températures d'entrée et de sortie de l'eau soient de 200C et de 100C, respectivement. Dans un autre agencement pratique (figure 7) pour l'évaporateur 12, dans lequel la chute de pression du fluide de travail ( par exemple un fluide halogéné) est maintenue à une faible valeur, l'évaporateur 12 comprend une série de tronçons 30 d'évaporateur dont l'aire de la section croit pour l'écoulement de l'halogène. Les tronçons successifs sont agencés dans une chemise à eau 31. Le nombre de tronçons et la longueur globale (qui définissent l'aire de la surface d'échange de chaleur) sont déterminés en fonction des critères demandés pour un passage à travers l'évaporateur. Un circuit de pompe à chaleur à deux étages est illustré dans la figure 8. Dans cette forme de réalisation, le fluide de travail est détendu à travers un élément 10 d'étranglement et un dispositif 13 d'atomisation (de réalisation similaire à celle du dispositif 13 d'atomisation des figures 2 et 3) jusqu'à une pression intermédiaire, dans une chambre 23 de vaporisation instantanée, et la vapeur dégagée dans l'espace à vapeur de la chambre de vaporisation instantanée est ensuite dirigée vers l'entrée du compresseur 5 du second étage. Le liquide se trouvant dans le fond de la chambre de vaporisation instantanée est détendu à travers un second élément 24 d'étranglement et est dirigé vers l'évaporateur 12 de la manière-classique. Le fluide vaporisé de travail provenant de l'évaporateur 12 est ensuite comprimé par un compresseur 25 du premier étage et il est introduit dans l'entrée du dispositif 13 d'atomisation où il se combine et se mélange au fluide provenant de l'étranglement 10. Le dispositif 13 d'atomisation améliore ici le rendement de la chambre 23 de vaporisation instantanée par rapport à celui qu'elle aurait en l'absence de ce dispositif d'atomisation. Le brevet britannique NO 1 553 875 décrit plus en détail la réalisation et le fonctionnement du dispositif d'atomisation montré sur les figures 2 à 4. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au circuit de pompe à chaleur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit de pompe à chaleur à compression de vapeur, caractérisé en ce qu'il comporte un étranglement (10) à travers lequel un liquide de travail provenant du condenseur 2. Circuit de pompe à chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'atomisation comporte des moyens (2) de transmission de chaleur destinés à transmettre la chaleur d'une source (1) au mélange à deux phases, traversant l'évaporateur (12) du circuit. 3. Circuit de pompe à chaleur à compression de vapeur, caractérisé en ce qu'il comporte un étranglement (10) à travers lequel le liquide saturé est détendu pour former un liquide à deux phases liquide/vapeur, un évaporateur (12) destiné à détendre progressivement le mélange à deux phases venant de l'étranglement, avec un réduction répartie de la température, pour produire de la vapeur saturée, un compresseur (5) destiné à comprimer la vapeur saturée pour produire de la vapeur surchauffée, et un condenseur (7) destiné à extraire de la chaleur, pour la transmettre à une charge utilisatrice (8), de la vapeur provenant du compresseur afin de produire le liquide saturé destiné à l'étranglement. 4. Circuit de pompe à chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'évaporateur comprend un dispositif (13) d'atomisation destiné à atomiser la phase liquide du mélange à deux phases et des moyens (2) de transmission de chaleur destinés à transmettre la chaleur d'une source (1) au mélange à deux phases traversant l'évaporateur. 5. Circuit de pompe à chaleur selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce que le dispo sitif d'atomisation comprend des moyens destinés à induire l'écoulement du mélange à deux phases pour le diviser et le recombiner de façon répétée avant qu'il sorte du dispositif d'atomisation. 6. Circuit de pompe à chaleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif d'atomisation comprend un tube (17) qui présente une lumière sensiblement cylindrique ayant une entrée et une sortie situées respectivement à ses deux extrémités, une âme (21) logée dans le tube, sensiblement coaxiale à la paroi de la lumière, mais espacée de cette paroi, la surface périphérique de l'ame présentant au moins une rainure hélicoldale non sécante (15) qui s'étend en continu autour de l'âme, sensiblement sur toute sa longueur, et des moyens (16) de formation de trajets hélicoïdaux étant disposés entre l'âme et la paroi du tube et définissant au moins un trajet hélicoïdal qui s'étend en continu autour de l'âme, en communication avec la rainure ou les rainures héli coldales, mais de pas opposé à celui de cette rainure ou de ces rainures. 7. Circuit de pompe à chaleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens formant des trajets hélicoldaux sont fixés à la surface périphérique de l'âme et sont en contact de frottement avec la paroi du tube afin que l'âme et les moyens formant les trajets hélicoïdaux constituent un ensemble à âme qui est fixé de manière amovible dans le tube, par ledit contact de frottement, et qui peut être retiré d'un seul bloc du tube. 8. Circuit de pompe à chaleur selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'âme est sensiblement cylindrique et présente au moins une rainure hélicoïdale s'étendant vers l'intérieur de sa surface cylindrique. 9. Circuit de pompe à chaleur selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'âme est un élément allongé (14) de section rectangulaire qui est torsadé sur sa longueur, autour de son axe longitudinal, afin de former quatre rainures hélicoidales (15) dans la surface périphérique de ladite âme, le tube (17) étant de section rectangu1aire. 10. Circuit de pompe à chaleur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément allongé et le tube ont tous les deux une section carrée. 11. Circuit de pompe à chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un échangeur de chaleur (11) destiné à réaliser un échange de chaleur entre le fluide de travail fourni au dispositif d'atomisation et celui en sortant. 12. Procédé pour fournir de la chaleur à une charge utilisatrice à l'aide d'un circuit de pompe à chaleur à compression de vapeur, caractérisé en ce qu'il consiste à détendre un liquide de travail à travers un étranglement pour former un mélange à deux phases liquide/vapeur, à détendre progressivement le mélange à deux phases, avec une réduction répartie de la température et une absorption de la chaleur provenant d'une source pour produire de la vapeur saturée, à comprimer la vapeur saturée pour produire de la vapeur surchauffée, à extraire la chaleur, destinée à une charge, d'une partie du circuit comprise entre le compresseur et l'étranglement, et à répéter ces opérations.