Brevet FR2653539A1 — publié le 19910426

La présente invention concerne une installation de climatisation domestique. La majeure partie des installations de climatisation domestique (habitations, bureaux, ...) est réalisée à partir d'une installation dite split-system, c'est-à-dire dans laquelle un circuit de fluide frigorigène est dissocié en deux sous-ensembles distincts - Un premier sous-ensemble, placé à l'extérieur du local, comprend un compresseur de fluide frigorigène (celui-ci étant généralement un dérivé chlorofluoré tel que le Fréon), un condenseur fluide frigorigène/air et un groupe motoventilateur. - Un second sous-ensemble, placé à l'intérieur du local, comprend un détendeur, un évaporateur fluide frigorigène/air et un groupe motoventilateur. Ces deux sous-ensembles sont reliés par des canalisations de fluide frigorigène, avec les contraintes -que cela entraîne, notamment la nécessité de réaliser une installation sous pression, de procéder à une mise en charge des deux sous-ensembles, etc. En outre, le sous-ensemble situé à l'intérieur du local vient se surajouter à l'installation de chauffage déjà existante, de sorte qu'il est nécessaire de prévoir un double circuit d'alimentation : un pour le fluide frigorigène, et l'autre pour le fluide caloporteur (c'est-à-dire l'eau de chauffage). -Un des buts de l'invention est de proposer une installation de climatisation simplifiée, dans laquelle, notamment, le circuit de fluide frigorigène sera un circuit totalement étanche et placé entièrement à l'extérieur, le circuit de liaison (entre l'extérieur et l'intérieur) et de distribution étant un circuit d'eau classique, ne posant aucune difficulté de réalisation et de mise en service. Un autre but de l'invention est d'éviter le recours à un ensemble intérieur du t ype type évaporateur-motoventilateur sura- jouté à une installation de chauffage existante ; on verra en effet que l'invention permet de réutiliser, pour la distribution de froid, un réseau de chauffage déjà existant. A cet effet, l'installation de climatisation domestique de l'invention comprend - à l'intérieur du local à climatiser, un ensemble fonctionnant en refroidissement par eau, cet ensemble comprenant un circuit de distribution d'eau raccordé à un ou plusieurs radiateurs, et - à l'extérieur de ce local, un ensemble fonctionnant en refroidissement par air, cet ensemble comprenant un circuit fermé de réfrigération avec un compresseur de fluide frigorigène, un condenseur, un detendeur et un évaporateur, ce circuit de réfrigération coopérant avec un échangeur thermique couplant thermiquement le condenseur du circuit fermé de réfrigération au circuit de distribution d'eau, de manière que ce circuit de distribution d'eau délivre l'intérieur du local une eau réfrigérée par la condensation, réalisée à l'extérieur du local, du fluide frigorigène. Très avantageusement, il est prévu des moyens d'inversion du fonctionnement du circuit de réfrigération permettant de modifier le circuit fermé de réfrigération de manière à coupler thermiquement l'évaporateur de celui-ci au circuit de distribution d'eau, de manière que ce circuit de distribution d'eau délivre à l'intérieur du local une eau réchauffée par l'évaporation, réalisée à l'extérieur du local, du fluide frigorigène. 0 Dtautres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la description d'un mode de réalisation, fait en référence à la figure unique annexée, qui est une représentation schématique d'un circuit de climatisation selon l'invention. 0 Sur la figure, on a représenté à gauche de la ligne verticale en trait mixte l'ensemble des éléments situés à l'extérieur du local à climatiser et, à droite de cette même ligne, les éléments se trouvant à l'intérieur de ce local. Essentiellement, par rapport aux systèmes classiques de climatisation du type split-system, on regroupe à l'exté- rieur l'intégralité du circuit de fluide frigorigène sous pression. On peut ainsi réaliser ce circuit sous une forme entièrement fermée et scellée, l'installateur n'ayant pas accès au circuit de fluide frigorigène. La distribution de froid sera alors assurée par un circuit d'eau réalisé selon les techniques classiques du chauffage central. On disposera ainsi essentiellement d'un circuit mixte refroidissement par air à l'extérieur et refroidissement par eau à l'intérieur. Plus précisément, comme illustré, le circuit comporte un compresseur 1 de fluide frigorigène en phase gazeuse alimentant un condenseur 2 où le fluide, refroidi par circulation dans un radiateur (associé de préférence à un motoventilateur), passera à l'état liquide. Le circuit comporte ensuite un détendeur 3 alimentant un évaporateur 4 en sortie duquel le fluide est recyclé vers le compresseur 1. Le cycle compression/condensation/détente/évaporation est en lui-même classique mais, à la différence des circuits habituellement utilisés, le froid engendré au niveau de l'évaporateur ne sert pas directement à la climatisation - alors que, dans un installation de type classique, cet évaporateur, situé à l'intérieur du local, assure directement cette fonction. a climatisation est en effet, ici, assurée indirectement par un circuit d'eau, du même type qu'un circuit de chauffage central ; un échangeur thermique fluide frigorigène/eau 5 assure le couplage thermique du circuit frigorigène et du circuit d'eau. Le circuit d'eau alimente, via ùn accélérateur 6, des conduites d'alimentation 7 et de retour 8 distribuant le froid à une série de radiateurs 9. Avantageusement, les conduites 7, 8 et les radiateurs 9 peuvent être constitués par le circuit de chauffage central préexistant du logement, ce qui évite d'ajouter d'autres éléments à l'intérieur du local. Très avantageusement, le système de l'invention permet non seulement la climatisation, mais également le chauffage. A cet effet, on inverse le cycle du fluide frigorigène au moyen de vannes trois voies 10, 11. Le circuit est alors celui représenté sur la figure en trait continu double : le fluide frigorigène gazeux comprimé par le compresseur 1 passe dans un condenseur 12 où il cède sa chaleur à l'échangeur thermique 5, chaleur qui est ensuite distribuée aux radiateurs 9 par le même circuit d'eau que dans le cas de la climatisation. Le fluide en phase liquide passe en phase gazeuse dans l'évaporateur 13 (de préférence associé, ici encore, à un motoventilateur) avant d'être recyclé vers le compresseur 1 via la vanne 11. Le système de l'invention présente un très grand nombre d'avantages. En particulier - Le fait que l'on utilise des radiateurs à eau côté intérieur pour la distribution de froid permet de d'avoir une inertie thermique rendant le système plus confortable pour l'utilisateur que les systèmes actuels à refroidissement par air. - La régulation de température peut se faire de façon plus fine que dans les systèmes classiques, par action de vannes thermostatées commandant le bipasse de l'accélérateur 6 ou un bipasse 14 de l'échangeur fluide frigorifique/eau. -- On supprime les nuisances acoustiques observées dans les systèmes actuels à l'intérieur des locaux à refroidir : en effet, les vibrations du compresseur, qui se propagent dans les canalisations du circuit de fluide frigorigène, ne sont pas transmises à l'intérieur du local puisque que ce circuit est entièrement situé à l'extérieur. - L'installation et la mise en service sont très aisées, du fait que, d'une part, le circuit de fluide frigorigène est totalement étanche et placé en extérieur et que, d'autre part, le circuit de liaison extérieur/intérieur et de distribution du froid ou du chaud est un circuit entièrement en eau. - Il est possible de monter le système climatiseur sur un réseau de chauffage déjà existant (qui fonctionne alors en distribution de froid au lieu de fonctionner en distribution de chaud) ; le circuit extérieur peut éventuellement être conçu pour alimenter sélectivement plusieurs circuits intérieur de distribution de froid. - Le système est réversible, ce qui permet (dans une certaine gamme de températures extérieures, fonction du taux de compression du fluide frigorigène) de réaliser une production de chaleur. REVENDICATIONS 1. Une installation de climatisation domestique, caractérisée en ce qu'elle comprend - à l'intérieur du local à climatiser, un ensemble fonctionnant en refroidissement par eau, cet ensemble comprenant un circuit de distribution d'eau (7, 8) raccordé à un ou plusieurs radiateurs (9), et - à l'extérieur de ce local, un ensemble fonctionnant en refroidissement par air, cet ensemble comprenant un circuit fermé de réfrigération avec un compresseur (1) de fluide frigorigène, un condenseur (2), un détendeur (3) et un évaporateur (4), ce circuit de réfrigération coopérant avec un échangeur thermique (5) couplant thermiquement le condenseur (4) du circuit fermé de réfrigération au circuit -de distribution d'eau, de manière que ce circuit de distribution d'eau délivre à l'intérieur du local une eau réfrigérée par la condensation, réalisée à l'extérieur du local, du fluide frigorigène. 2. L'installation de climatisation de la revendication 1, dans laquelle il est prévu des moyens (10, 11, 12, 13) d'inversion du fonctionnement du circuit de réfrigération permettant de modifier le circuit fermé de réfrigération de manière à coupler thermiquement l'évaporateur (12) de celuici au circuit de distribution d'eau, de manière que ce circuit de distribution d'eau délivre à l'intérieur du local une eau réchauffée par l'évaporation, réalisée à l'extérieur du local, du fluide frigorigène. 3. L'installation de la revendication 1, dans laquelle le circuit de distribution d'eau raccordé.à un pu plusieurs radiateurs est un circuit de chauffage central préexistant. 4. L'installation de la revendication 1, comprenant des moyens régulateurs de température agissant sur un bipasse du circuit de distribution d'eau, placé sur un accélérateur (6) de ce circuit. 5. L'installation de la revendication 1, comprenant des moyens régulateurs de température agissant sur un bipasse (14) du circuit de distribution d'eau, placé entre entrée et sortie de l'échangeur thermique.