Brevet FR2707374A3 — publié le 19950113

FR 2707374 A3 19950113 FR 9308173 A 19930705 "Climatiseur à refroidissement par eau" La présente invention concerne les climatiseurs à refroidissement par eau. La présente invention a pour objet principal la réalisation d'un climatiseur à refroidissement par eau qui utilise un condenseur muni d'un serpentin spécial pour augmenter le rendement de l'échange de chaleur en accroissant de cette manière l'effet de refroidissement et la température de l'eau de refroidissement s'écoulant hors de l'appareil, cela dans un degré acceptable. On va maintenant décrire un mode de réalisation de la présente invention se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique de l'appareil selon la présente invention; la figure 2A est une vue de face du serpentin du condenseur; la figure 2B montre, en coupe, un premier mode de réalisation du serpentin; la figure 2C montre, en coupe, un autre mode de réalisation préféré du serpentin; la figure 3 montre la façon dont sont séparés de l'appareil le radiateur ainsi que le ventilateur de refroi- dissement; les figures 4A, 4B et 4C sont des représentations schématiques du radiateur; la figure 5 illustre la façon dont l'eau chaude est transférée de l'appareil de la présente invention jusqu'à la canalisation d'eau chaude d'un immeuble; la figure 6A montre un autre mode de réalisation préféré du radiateur; la figure 6B montre un troisième mode de réalisa- tion préféré du radiateur; et la figure 6C montre un quatrième mode de réalisa- tion préféré du radiateur. En se référant aux dessins, et en particulier à la figure 1 de ces derniers, on voit que l'appareil de la présente invention comprend principalement un compresseur 12, un évaporateur 1, un ventilateur de refroidissement 7, un conduit basse pression 3, un conduit haute pression 8, un radiateur 11, un moteur de refroidissement 10, un condenseur 4, un premier capteur 13 et un second capteur 22. Le compresseur 12 est utilisé pour comprimer le réfrigérant, ce qui est bien connu dans la technique et n'est pas nécessaire d'être décrit ici en détail. L'évaporateur 1 est un dispositif dans lequel le réfrigérant liquide s'évapore rapidement de manière à procurer un effet de refroidissement. En outre, l'évaporateur 1 est raccordé au condenseur 4 par l'intermédiaire du conduit basse pression 3, d'un filtre 6 et d'un tube capillaire 2. Le ventilateur de refroidissement 7 est monté à côté de l'évaporateur 1 et est utilisé pour créer un courant d'air en travers de l'évaporateur 1 de manière à abaisser ainsi la température du courant d'air. Le conduit basse pression 3 est utilisé pour raccorder la sortie de la partie inférieure du condenseur 4 afin de transférer le réfrigérant basse pression dans le condenseur 4. Le radiateur 11 est pourvu d'un réservoir d'eau 16 et utilise une pompe 17 pour refouler l'eau de refroidisse- ment de manière qu'elle s'écoule à travers une vanne d'étran- glement régulatrice 21 dans le serpentin du condenseur 4. Ensuite, l'eau de refroidissement pénètre dans le réservoir d'eau 16 sous la commande sélective d'une électrovanne 15 à trois voies ou bien s'échappe par la sortie 14 d'eau chaude de l'électrovanne 15 à trois voies. Le moteur 10 du système de refroidissement est utilisé pour entraîner le ventilateur de refroidissement 5 afin d'engendrer un courant d'air en travers du radiateur 11 de manière à abaisser davantage la température de ce dernier. Le condenseur 4 est un serpentin dans lequel le réfrigérant sous haute température et sous haute pression est refoulé et devient liquide. Le premier capteur 13 est monté sur la partie supérieure du condenseur 4 pour détecter la température du fluide sortant du condenseur 4 et est utilisé pour la commande de l'ouverture de la vanne 20 de régulation d'écou- lement d'eau. De plus, le premier capteur 13 est réglé sur une température telle que, par exemple, 50 C, de telle sorte que lorsque la température de l'eau dépasse 50 C, la vanne 20 de régulation d'eau s'ouvre dans une mesure plus grande, de manière à augmenter la quantité d'eau pénétrant dans le condenseur 4 en provenance de la source d'alimentation d'eau. Le second capteur 22 est installé à peu près sur la partie intermédiaire du serpentin du condenseur 4 et est disposé sous le premier capteur 13. Le second capteur 22 est utilisé pour commander la fermeture de la vanne 20 de régulation d'écoulement d'eau et est réglé sur une tempéra- ture telle que, par exemple, 45 C, de manière que lorsque la température est inférieure à 45 C, la vanne 20 de régulation d'écoulement d'eau s'ouvre dans une mesure plus faible, de manière à maintenir l'eau à une température comprise entre C et 50 C. La présente invention présente quatre caractéristi- ques, à savoir la structure du serpentin du condenseur, la structure du radiateur, le système d'alimentation d'eau chaude, et le connecteur rapide. On va décrire ci-après de façon détaillée ces caractéristiques. Comme représenté sur les figures 2A et 2B, le condenseur 4 est composé d'un serpentin qui comprend un tube extérieur 41 et une pluralité de tubes intérieurs 42. La disposition mutuelle entre le tube extérieur 41 et les tubes intérieurs 42 est telle que les axes de ces tubes 41 et 42 ne coïncident pas les uns avec les autres. En d'autres termes, une pluralité de tubes intérieurs 42 ayant un diamètre plus petit que celui du tube extérieur 41 sont insérés dans le tube extérieur 41. Les tubes intérieurs 42 sont destinés au passage de l'eau froide tandis que le tube extérieur 41 est destiné au passage d'un réfrigérant ou caloporteur sous haute température et sous haute pression. Ainsi, la superficie d'échange de chaleur entre le réfrigérant et l'eau de refroidissement est égale à la somme des superficies des surfaces extérieures des tubes intérieurs 42, ce qui a pour effet d'augmenter ainsi la température de l'eau de refroidis- sement. Par conséquent, la température du réfrigérant peut être réduite efficacement, d'une part, et la température de l'eau de refroidissement peut être augmentée efficacement, d'autre part. La figure 2C montre un autre mode de réalisation préféré du serpentin du condenseur 4. Comme on peut le voir, le serpentin du condenseur 4 est composé d'un tube extérieur 41, d'un tube intermédiaire 43 et d'un tube intérieur 44. La disposition mutuelle entre le tube extérieur 41, le tube intermédiaire 43 et le tube intérieur 44 est telle que les axes de tous ces tubes se confondent. En bref, le tube intérieur 44 est inséré dans le tube intermédiaire 43 et le tube intermédiaire 43 est, à son tour, inséré dans le tube extérieur 41. Le tube intérieur 44 et le tube extérieur 41 sont destinés au passage de l'eau de refroidissement tandis que le tube intermédiaire 43 est destiné au passage d'un réfrigérant sous haute température et sous haute pression. Par conséquent, la superficie d'échange de chaleur entre le réfrigérant et l'eau de refroidissement est égale à la somme de la superficie extérieure du tube intermédiaire 43 et de la superficie extérieure du tube intérieur 44. La seconde caractéristique de la présente invention réside dans la structure du radiateur 11. Comme on peut le voir sur la figure 3, l'eau provenant de la source 19 d'alimentation d'eau pénètre tout d'abord dans le réservoir d'eau 16 par la vanne 20 de régulation d'écoulement d'eau, puis dans le radiateur 11. Ensuite, la pompe 17 refoule l'eau de refroidissement à travers la vanne d'étranglement régula- trice 21. L'eau de refroidissement pénètre ensuite, par l'intermédiaire de l'entrée d'eau 9, dans le serpentin du condenseur 4 o l'eau de refroidissement échange sa chaleur avec le réfrigérant sous haute température et haute pression. De ce fait, l'eau de refroidissement devient de l'eau chaude et sort du serpentin du condenseur 4. Ensuite, l'eau de refroidissement pénètre dans le réservoir d'eau 16 et dans le radiateur 11. Le ventilateur 5 est utilisé pour effectuer le refroidissement du radiateur 11 et de l'eau qui y circule. En outre, le ventilateur de refroidissement 5 et le radiateur 11 peuvent être séparés de l'appareil de manière à être adaptés pour une utilisation dans diverses circonstances. Si on désire utiliser l'eau chaude, il suffit de commander simple- ment l'électrovanne 15 à trois voies pour amener l'eau chaude à s'écouler par sa sortie d'eau chaude. La troisième caractéristique de l'invention réside dans l'extraction de l'eau de refroidissement après son échange de chaleur avec le réfrigérant de manière à économi- ser de l'énergie et à réduire la pollution thermique. Comme représenté sur la figure 5, le ventilateur de refroidissement et le radiateur 11 sont séparés de l'appareil et sont connectés à la sortie d'eau de l'appareil, par l'intermé- diaire de la canalisation 52, et à l'entrée d'eau de l'appa- reil par l'intermédiaire de la canalisation 53. La canalisa- tion 52 est raccordée à la canalisation d'alimentation d'eau chaude de l'immeuble, de sorte que lorsque le robinet d'eau chaude est ouvert, l'eau chaude provenant de l'eau de refroidissement par suite de l'échange de chaleur avec le réfrigérant, est transférée jusqu'au robinet d'eau chaude par l'intermédiaire de la canalisation 52. En outre, le réservoir d'eau 16 comporte un détecteur de niveau 51 à flotteur pour mesurer le niveau de l'eau. Lorsque le niveau de l'eau tombe en-dessous d'une valeur prédéterminée, l'indicateur de niveau 51 à flotteur envoie un signal pour ouvrir la vanne 20 de commande d'admission d'eau afin de compléter l'eau à partir de la source 19 d'alimentation d'eau. Si on ne désire pas utiliser l'eau chaude, l'eau de refroidissement du système selon la présente invention est renvoyée à l'entrée d'eau 50 et remise en circulation dans ce système. Comme représenté sur la figure 6A, le sommet du radiateur 11 est pourvu d'un tube vertical 111 sur lequel est raccordé de façon pivotante un tube horizontal 112 de manière à permettre à ce tube horizontal 112 de tourner autour du tube vertical 111. De plus, le tube vertical 111 est raccordé à la sortie d'eau du radiateur 11 et le tube horizontal 112 comporte une pluralité de perforations de telle sorte que la pression de l'eau s'échappant du radiateur 11 pousse le tube horizontal 112 de manière qu'il tourne par rapport au tube vertical 111 et ait pour effet que l'eau d'échappement s'écoule hors des perforations du tube horizontal 112 et tombe goutte à goutte sur le radiateur 11. Le ventilateur de refroidissement 5 est utilisé pour accélérer l'évaporation de l'eau tombant goutte à goutte sur le radiateur 11 en procu- rant ainsi un effet de refroidissement efficace et, par conséquent, un abaissement de la température du radiateur 11. L'eau restante est renvoyée à l'entrée d'eau en vue de sa circulation. La figure 6B montre un troisième mode de réalisa- tion préféré de radiateur dans lequel le dispositif d'asper- sion d'eau est remplacé par un dispositif 115 de pulvérisa- tion qui est entraîné par un moteur M. En cours d'utilisa- tion, une grande quantité de gouttelettes d'eau est pulvéri- sée sur la surface du radiateur 11 et un ventilateur de refroidissement 5 est entraîné pour accélérer l'évaporation des gouttelettes d'eau présentes sur le radiateur 11 de manière à procurer ainsi un effet de refroidissement efficace et à augmenter le rendement de la dissipation de chaleur. La figure 6C montre un quatrième mode de réalisa- tion préféré de radiateur, dans lequel le dispositif de pulvérisation 115 peut aussi être monté sur le radiateur 11. REVENDICATIONS 1. Climatiseur comprenant un compresseur (12), un évaporateur (1) un ventilateur de refroidissement (7), un conduit basse pression (3), un conduit hause pression (8), un radiateur (11), un moteur de refroidissement (10) et un condenseur (4), caractérisé en ce que le condenseur (4) com- porte un serpentin qui est composé d'un tube extérieur (41) et d'une pluralité de tubes intérieurs (42) insérés dans le tu- be extérieur, les axes du tube extérieur et des tubes inté- rieurs ne coïncidant pas les uns avec les autres, ledit radia- teur utilise une vanne de commande (20) en association avec une vanne d'étranglement régulatrice (21), un premier cap- teur (13) et un second capteur (22) pour mesurer la tempéra- ture de l'eau pénétrant dans ledit condenseur de manière à commander la température de l'eau sortant du climatiseur et peut être raccordé audit ventilateur de refroidissement et être monté séparément, la sortie d'eau chaude dudit appareil est raccordée à la canalisation d'eau d'un logis, ledit radia- teur comporte un réservoir d'eau (16) muni d'un détecteur de niveau (51) à flotteur qui envoie un signal pour ouvrir la vanne de commande (20) Iorsque le niveau d'eau se trouve en-dessous d'une valeur prédéterminée et, si on ne désire pas utiliser l'eau chaude, l'eau de refroidissement est ren- voyée dans ledit radiateur et circule dans le climatiseur. 2. Climatiseur refroidi par eau selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comporte un tube horizontal (112) entraîné par un moteur (M) autour d'un tube vertical (111) raccordé à une sortie d'eau du radiateur (11). 3. Climatiseur refroidi par eau selon la revendi- cation 1, caractérisé en qu'il comporte un dispositif (115) de pulvérisation d'eau entraîné par un moteur (M). 4. Climatiseur refroidi par eau selon la revendica- tion 3, caractérisé en ce le dispositif de pulvérisation (115) refroidi par un moteur (M) peut être monté sous le radiateur (11).