Brevet FR2827948A1 — publié le 20030131

La présente invention concerne une pompe à chaleur comportant un dispositif de ventilation de sécurité permettant de mettre en relation le volume intérieur de la machine avec l'extérieur du bâtiment autorisant en toute sécurité l'utilisation comme fluide frigorigène, d'hydrocarbures ou d'autres fluides du groupe 2 et du groupe 3. On connaît déjà des pompes à chaleur destinées à la production d'eau chaude sanitaire et au chauffage, fonctionnant avec du propane ou de l'isobutan comme fluide frigorigène. La plupart de ces machines sont destinées à être installées à l'extérieur des bâtiments en raison des risques d'inflammabilité ou d'explosion. D'autres contenant de très faibles charges sont installées à l'intérieur des locaux, sans pour autant éliminer les risques cités précédemment. On connaît également des systèmes de pompe à chaleur constitués de plusieurs compartiments, l'un étant destiné à la partie frigorifique, l'autre à la partie hydraulique et fou électrique ; ceux-ci ne sont pas étanches entre eux. C'est d'une manière générale un but de l'invention de fournir une pompe à chaleur assurant la climatisation, le chauffage et/ou la production d'eau chaude sanitaire, conforme aux prescriptions de sécurité de la norme européenne EN-378, utilisant un fluide frigorigène du groupe 2 ou du groupe 3 ne présentant pas les défauts des installations connues. C'est en particulier un but de l'invention de fournir une pompe à chaleur installée à l'intérieur des locaux, comportant une tubulure de ventilation de sécurité reliant le compartiment frigorifique à l'air libre à l'extérieur, et comportant un compartiment étanche dans lequel sont placés tous les composants du circuit frigorifique intérieur. L'invention sera bien comprise par la description qui suit faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels : * La figure 1 est un schéma d'une installation selon l'invention. * La figure 2 représente une vue en coupe visualisant bien le principe de la tubulure d'aération. * La figure 3 représente le principe de compartimentage de la carrosserie et de sa ventilation. a La figure 4 est une vue détaillée du dispositif d'aération du compartiment étanche. 'La figure 5 représente une variante utilisant une pompe à chaleur air extérieur/eau à unités intérieure et extérieure séparées. * La figure 6 est une vue détaillée d'une variante de dispositif de ventilation du compartiment étanche. La figure 7 est une variante à ventouse du système d'étanchéité. Une installation selon l'invention figures 1 et 2 est constituée d'une pompe à chaleur située en local technique (LT) qui comporte au moins deux compartiments composés par une carrosserie (11) et une carrosserie (10) cette dernière constituant un volume étanche (12) mis en relation avec l'extérieur des locaux (E) par une tubulure étanche (20). Les composants frigorifiques véhiculant le fluide frigorigène sont tous placés dans le volume étanche (12) de telle manière qu'en cas de fuite de fluide frigorigène, le gaz s'échappera naturellement à l'extérieur des locaux par l'orifice (19) puis par la canalisation (20), comme l'indiquent les flèches de la figure 2, en traversant de façon étanche à la fois la carrosserie (10) et le mur extérieur (25). La carrosserie (10) comportera au moins un panneau démontable permettant les opérations de maintenance du système frigorifique. Celui-ci est composé d'un compresseur hermétique (18) refoulant dans un condenseur (17) dont le rôle est de transférer de la chaleur à la source chaude (RC, OC), le liquide frigorigène formé est détendu pour se vaporiser dans l'évaporateur (16) dont le rôle est de prélever de la chaleur à la source froide (RE, DE) qui pourra être de l'eau ou tout type de source froide habituellement utilisée dans les applications pompes à chaleur. Le gaz formé est ensuite dirigé vers l'aspiration du compresseur pour former un nouveau cycle. Le détendeur (23) pourra être de type thermostatique, capillaire ou de type électronique. Un compartiment (13) constitué par une carrosserie (11) regroupera les autres composants de la pompe à chaleur, tels l'armoire électrique et de régulation (14) et les accessoires comme les circulateurs (21, 22) des sources chaude et froide etc... 1. La plaque (15) assure le passage étanche des canalisations de sortie d'eau du condenseur (17) et de l'évaporateur (16). De même, le passage du câble d'alimentation (27) du compresseur (18) sera assuré de façon étanche par un presse étoupe (28). L'évaporateur (16) et le condenseur (17) seront de préférence de type à plaques brasées avec sorties opposées de fluides et traversée étanche de la plaque (15) de séparation des deux compartiments (12) et (13). L'enveloppe de la carrosserie (10) ainsi que le dispositif (20) seront au moins coupefeu une heure. Pour ce faire, de la laine de roche, par exemple, sera tapissée sur les faces internes de la carrosserie (10). La figure 3 permet de visualiser en trois dimensions les différents volumes. Le volume étanche (12) présente son orifice (19) placé à l'arrière en partie basse de la carrosserie (10). La tubulure étanche (20) traverse le mur (25) et met en relation le compartiment frigorifique (12) avec l'extérieur (E). La pompe à chaleur est installée dan le local technique (LT) et est constituée des deux compartiments (12) et (13). La figure 4 représente un exemple de réalisation du dispositif reliant de façon étanche le compartiment (12) à l'extérieur (E). La tubulure (20) débouchant dans le compartiment (12) sera de préférence cylindrique et réalisée en métal ou autre ; l'étanchéité est réalisée au passage de la carrosserie (10) par un joint circulaire (30). La tubulure (20) traverse le mur extérieur (25) pour déboucher à l'extérieur (E). Un cadre scellé (31) et une grille (32) assureront la finition et l'étanchéité. La figure 5 représente une variante utilisant une pompe à chaleur air extérieur l'eau à unités intérieure et extérieure séparées. Dans la configuration représentée, le condenseur (17) est placé dans l'unité intérieure comme pour la figure 2 ; l'évaporateur (41) est placé à l'extérieur (E) du local technique (LT). Les tuyauteries d'aspiration (42) et de départ liquide (43) assurent la liaison en fluide frigorigène entre les unités extérieure et intérieure ; elles sont placées à l'intérieur de la tubulure de liaison étanche (20). De cette manière, tous les composants frigorifiques sont soit dans un volume étanche en relation directe ouverte avec l'extérieur (E), soit directement à l'extérieur. La figure 6 est une vue détaillée d'une variante de dispositif de ventilation du compartiment étanche. Dans celle-ci, la tubulure (20) est remplacée par deux tubulures concentriques (50) et (52), l'anneau formé par celles-ci servant à l'introduction d'air neuf dans le compartiment (12) et le tube intérieur (52) servant à l'extraction de l'air du compartiment (12) ou inversement. Un ventilateur (53) pourra être installé afin d'améliorer la ventilation. L'étanchéité de la tubulure (50) au passage de la carrosserie (10) est assurée par un joint circulaire (51). De même, à l'extérieur, une grille similaire à celles utilisées pour les chaudières gaz à ventouse sera installée. Celle-ci comporte la grille de rejet (54), la grille annulaire de prise d'air (56) et le cadre de scellement (55). Le ventilateur (53) pourra être de type antidéflagrant. La figure 7 est une variante à ventouse du système d'étanchéité. Elle comporte une ventouse élastique souple (60) assurant l'étanchéité entre la carrosserie (10), le mur (25) et la tubulure d'aération (20). Ce dispositif à ventouse de la figure 7 est également applicable au système de ventilation à deux tubes concentriques décrit figure 6. D'une manière générale, le dispositif de ventilation pourra être composé de plusieurs tubulures (20) (non représenté), destinées soit à l'amenée d'air neuf, soit à l'évacuation d'air à l'extérieur ; une ou plusieurs de ces tubulures pourront être équipé d'un ventilateur similaire à celui (53) de la figure 6. Le ventilateur pourra également être de type anti-déflagrant. Une application particulièrement intéressante de l'invention est son utilisation pour les pompes à chaleur de type eau/eau ou eau glycolée/eau fonctionnant avec du propane comme fluide frigorigène et destinées à l'habitat individuel afin d'assurer la climatisation, le chauffage et/ou la production d'eau chaude sanitaire. L'invention permet en effet d'installer la machine à l'intérieur des locaux ce qui solutionne les risques de gel et les risques acoustiques. D'une manière générale et non limitative, l'invention s'applique à tous systèmes thermodynamiques où il est nécessaire de mettre en relation avec l'extérieur du bâtiment toute la partie thermodynamique, tout en installant la machine, ou une partie de celle-ci, à l'intérieur des locaux. L'invention sera également applicable aux appareils à absorption utilisant notamment l'ammoniac comme fluide frigorigène. Dans ce cas le dispositif représenté figure (6) sera avantageusement combiné pour son utilisation comme amenée d'air du brûleur et conduit d'évacuation des gaz brûlés. REVENDICATIONS 1. Pompe à chaleur installée dans un local (LT) comportant un volume (12) renfermant la partie thermodynamique caractérisée en ce qu'elle comprend une carrosserie étanche (10) comportant au moins une liaison tubulaire étanche (20) mettant en relation le volume (12) avec l'extérieur du bâtiment (E) interdisant toute émanation de fluide frigorigène à l'intérieur du local (LT) en cas de fuite sur le circuit thermodynamique. 2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'évaporateur (16) et le condenseur (17) sont de type à plaques brasées avec sorties opposées de fluides et traversée étanche de la plaque (15) de séparation des deux compartiments (12) et (13). 3. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le dispositif d'aération (20) comporte un joint d'étanchéité (30) et une grille extérieure (30,31). 4. Installation selon la revendication 1 comportant une unité extérieure (41) caractérisée en ce que les tuyauteries de liaison (42,43) sont placées dans la tubulure d'aération (20). 5. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le dispositif de ventilation comporte deux tubes concentriques (50,52), le tube central (52) servant à l'extraction de l'air du volume (12) et l'espace annulaire entre les deux tubes assurant l'amenée d'air neuf et inversement. 6. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le dispositif de ventilation comporte une ventouse d'étanchéité (60). 7. Installation selon la revendication 5 caractérisée en ce que le dispositif de ventilation comporte au moins un ventilateur (53). 8. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le dispositif de ventilation comporte plusieurs tubulures (20) servant à l'amenée d'air extérieur ou à l'extraction d'air, une ou plusieurs de celles-ci pouvant comporter un ventilateur.