Brevet FR2776757A1 — publié le 19991001

CLIMATISEUR ASSURANT LE CHAUFFAGE ET LE REFROIDISSEMENT DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne les climatiseurs destinés à assurer à la fois le chauffage et le refroidissement de locaux dans lesquels ils sont placés. Ils concernent, en particulier, les climatiseurs domestiques installés dans les habitations des particuliers. Art antérieur et problème posé Dans le domaine du conditionnement d'ambiance des locaux, quels qu'ils soient, on peut distinguer deux grandes catégories d'appareils. La première catégorie concerne les appareils qui assurent uniquement le chauffage des locaux. Ils peuvent fonctionner avec l'électricité, comme les convecteurs ou les appareils rayonnants, ou bien avec de l'eau chaude, comme les radiateurs. Ces appareils donnent entière satisfaction sur la fonction du chauffage et ont un mode d'émission de la chaleur par rayonnement et par convexion naturelle. La deuxième catégorie concerne les appareils assurant le chauffage et le rafraîchissement des locaux. On constate qu'ils sont déjà très bien implantés dans les bâtiments concernant le secteur tertiaire. Ces appareils renferment un échangeur de chaleur dans lequel circule de l'eau chaude, ou du fluide frigorigène, tel qu'un ventilo-convecteur ou une unité intérieure de climatiseur. L'apport de chaleur ou de froid au local est assuré par un ventilateur intégré à l'appareil. En ce qui concerne la climatisation des locaux de travail, en particulier, dans le secteur tertiaire, les appareils existants du type ventilo-convecteur ou unité intérieure d'un climatiseur, sont relativement satisfaisants. Ceci s'explique par le fait que l'ambiance de travail permet de tolérer un certain nombre d'inconforts, notamment en ce qui concerne l'acoustique. En revanche, dans le domaine de l'habitat, les exigences des clients sont nettement différentes. Les contraintes de confort thermique et acoustique sont plus fortes et demandent, surtout en ce qui concerne la partie chauffage, à limiter tout problème de mouvement d'air, ou toute nuisance acoustique. De plus, une part d'émission de chaleur par rayonnement est très appréciée. Les appareils existants ne sont donc pas entièrement adaptés à cette application, puisqu'ils nécessitent, en mode de fonctionnement en rafraîchissement, une ventilation mécanique qui est une source de bruit et de vitesse d'air. De plus, l'émission de la chaleur est convective. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un système de chauffage et de refroidissement différent évitant les bruits de fonctionnement, les mouvements d'air et favorisant le rayonnement. Résumé de l'invention L'objet principal de l'invention est un climatiseur pour assurer le chauffage et le refroidissement possédant: - des moyens de chauffage par convexion; - des moyens de refroidissement par convexion; et - des moyens de régulation de ces moyens en fonction d'une température ambiante. Selon l'invention, il comprend un radiateur de chauffage et de refroidissement par rayonnement placé devant les moyens de chauffage par convexion et devant les moyens de refroidissement par convexion qui sont réalisés tous les deux sous la forme d'un seul échangeur de chaleur par convexion. Dans la réalisation préférentielle du climatiseur selon l'invention, le radiateur et l'échangeur sont placés en parallèle dans un circuit d'alimentation en fluide. Les moyens de régulation sont de préférence constitués par: - un thermostat; et - une vanne placée sur une entrée du circuit d'alimentation en fluide. Le climatiseur se complète avantageusement d'une cartouche thermostatique placée en amont du radiateur, dans le but d'éviter d'envoyer un liquide réfrigérant à trop basse température par rapport à la température ambiante du local dans lequel se trouve le climatiseur. Un ventilateur peut néanmoins être ajouté et associé à l'échangeur. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention Sur la bas de la figure, est représentée une canalisation d'arrivée 1 en fluides caloporteur et frigorigène, en l'occurrence de l'eau chaude et un fluide frigorigène. Les moyens de commande sont réalisés sous la forme d'une vanne électrique 2 placée sur cette canalisation d'arrivée 1. Outre des éventuelles consignes de température, elle reçoit des signaux provenant d'un thermostat 3 placé dans le local à climatiser. Elle commande donc l'arrivée de fluide frigorigène et d'eau chaude dans deux appareils différents par l'intermédiaire de deux canalisations d'alimentation 5 et 6. La première canalisation 5 alimente un échangeur de chaleur 7 fonctionnant par convexion. L'échangeur de chaleur 7 est constitué, de préférence, par un radiateur à ailettes de type conventionnel. La deuxième canalisation d'alimentation 6 permet d'apporter le fluide à un radiateur de chauffage et de refroidissement 8 placé devant l'échangeur de chaleur 7, c'est-à- dire se trouvant plus vers le centre du local o se trouve l'ensemble. Cette deuxième canalisation 6 reçoit, en outre, une cartouche thermostatique 4 commandée par le thermostat 3. Cette cartouche thermostatique 4 permet de fermer ou d'ouvrir la deuxième canalisation en fonction de critères et de consignes prédéterminés. Elle permet, en particulier, de limiter un trop grand débit de fluide calorigène, en particulier lorsque la température ambiante de la pièce et élevée et que la température du fluide calorigène est relativement froid. Ceci permet d'éviter la formation de condensation sur le radiateur 8. Ce dernier est un radiateur présentant une grande surface de manière à pouvoir émettre de la chaleur, ou du froid, principalement par rayonnement. Ceci permet de donner aux utilisateurs une impression de confort. La cartouche thermostatique 4 est commandée également par le thermostat 3. Il est possible de disposer un ventilateur 10 en dessous de l'échangeur 7 pour augmenter l'efficacité de l'échangeur. On précise néanmoins qu'il ne peut s'agir que d'un ventilateur ne produisant pas de bruit, ce qui irait à l'encontre d'un des buts primordiaux du climatiseur selon l'invention. Les sorties de l'échangeur 7 et du radiateur 8 se réunissent pour former une canalisation de sortie 9 de retour du fluide, c'est-à- dire de l'eau chaude ou du fluide frigorigène. Le principe de fonctionnement de ce climatiseur est le suivant. En mode de chauffage, l'échangeur 7, ainsi que le radiateur 8, sont alimentés en fluide calorigène, tel que de l'eau chaude. La régulation se fait par l'intermédiaire d'une consigne réglée sur le thermostat 3. L'action de ce dernier se fait sur la vanne 2 qui ajuste le débit de fluide caloporteur pour satisfaire la consigne. Dans le cas o la température intérieure, ou température ambiante, détectée par le thermostat 3 est insuffisante, la vanne 2 étant totalement ouverte, le ventilateur 10 est mis en marche. Ce fonctionnement est donc statique la plupart du temps, la convexion forcée par le ventilateur 10 permettant de satisfaire à d'éventuelles pointes de demandes de chauffage. Dans ces deux cas, la face avant du radiateur 8 chauffe par rayonnement. Dans le mode de rafraichissement, la face avant du radiateur 8 et l'échangeur 7 sont alimentés en fluide frigorigène. La régulation se fait toujours par l'intermédiaire de la consigne réglée sur le thermostat 3. L'action se fait également sur la vanne 2 qui ajuste le débit de fluide frigorigène pour satisfaire cette consigne. Le ventilateur 10 peut éventuellement être enclenché. Pour éviter le risque de condensation sur le radiateur 8, la cartouche thermostatique 4 permet d'imposer une limitation inférieure de la température du fluide frigorigène entrant dans ce radiateur 8. Ce fonctionnement peut donc être éventuellement dynamique lorsque le ventilateur 10 est mis en route. Par contre, il est généralement statique, pour l'ensemble du climatiseur et est constamment statique pour le radiateur 8 dont la face avant est refroidie jusqu'à la limite de la température de rosée. On remarque que, dans son mode de fonctionnement en chauffage, le climatiseur se distingue des autres produits de traitement de l'air par un mode d'émission de la chaleur statique qui évite les bruits, les mouvements d'air, et par un mode d'émission par rayonnement qui procure un confort supérieur au seul mode convectif. Dans son mode de rafraîchissement, le climatiseur apporte un effet supplémentaire de paroi fraîche, dû au radiateur 8, par rapport aux autres produits de climatisation et, bien entendu, la fonction de refroidissement en elle-même par rapport aux produits de chauffage. L'appareil apporte donc une plus-value par rapport aux matériels existants, dans la mesure o les enquêtes réalisées sur les attentes des clients, montrent qu'ils souhaitent que le même appareil assure les fonctions de chauffage et de rafraîchissement, mais ne veulent en aucun cas que l'appareil soit bruyant pendant la saison de chauffage. REVEND I CATIONS 1. Climatiseur pour assurer le chauffage et le refroidissement possédant: - des moyens de chauffage par convexion; - des moyens de refroidissement par convexion; et - des moyens de régulation (2, 3) de ces moyens en fonction d'une température ambiante, caractérisé en ce qu'il comprend un radiateur (8) de chauffage et de refroidissement par rayonnement placé devant les moyens de chauffage par convexion et placé devant les moyens de refroidissement par convexion, qui sont tous les deux réalisés sous la forme d'un seul échangeur de chaleur (7) fonctionnant par convexion. 2. Climatiseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le radiateur (8) et l'échangeur (7) sont placés en parallèle dans un circuit d'alimentation en fluide. 3. Climatiseur selon la revendication 2, en ce que les moyens de régulation comprennent: - un thermostat (3); et - une vanne (2) placée sur une entrée (1) du circuit de fluide. 4. Climatiseur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une cartouche thermostatique (4) placée en amont du radiateur (8) et commandée par le thermostat (3). 5. Climatiseur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur (10) associé à l'échangeur (7).