Brevet FR2895065A1 — publié le 20070622

L'invention concerne plus particulierement les pompes a chaleur. Parmi les differentes pompes a chaleur connues, on peut citer celles qui sont branchees sur 1'air exterieur afin de restituer 1'energie soit au niveau de fair ambiant, soit au niveau d'un circuit d'eau, par plancher chauffant ou par radiateurs. On connait egalement les pompes a chaleur dites geothermiques qui captent 1'energie au moyen de capteurs, generalement en nappe, enterres dans le sol, a 1'exterieur du local a chauffer. Les capteurs enterres sont parcourus par du fluide frigorigene ou part de 1eau glycolee. Cette solution necessite une surface de captage tres importante, ce qui diminue, d'une maniere considerable, leur utilisation. En effet, it est necessaire d'avoir un terrain d'une superficie suffisante. Cette solution est egalement onereuse si Pon considere les coats du terrain et le travail de terrassement et de mise en place importants avec l'obligation de neutraliser la surface delimitee par les capteurs enterres. On a propose egalement d'utiliser une unite exterieure de climatisation reversible. Cette unite peut etre raccordee sur plusieurs climatiseurs interieurs, mais presente 1'inconvenient de chauffer le local considers par brassage de fair. On observe egalement un certain inconfort etant donne que, dans ce cas, le sol n'est pas chauffe et constitue une paroi froide avec laquelle on est en contact. En ce qui concerne les planchers chauffants, it est apparu que ceux dans lesquels circule de 1eau chauffee par 1'energie restituee par la pompe a chaleur branchee sur fair exterieur, sont d'un coin plus eleve que les planchers a fluide frigorigene. Toutefois, dans le cas de plancher chauffant utilisant un fluide frigorigene, ces derniers sont raccordes a un compresseur qui, selon 1'etat actuel de la technique, capte 1'energie a partir de capteurs enterres dans le sol avec les inconvenients rappeles ci-dessus. L'invention s'est fixee pour but de remedier a ces inconvenients d'une maniere simple, sure, efficace et rationnelle. A partir de cet etat de la technique, le probleme que se propose de resoudre l'invention est de proposer un dispositif peu couteux necessitant une place reduite a 1'exterieur et apte a restituer, d'une maniere tres efficace et tres performante, 1'energie necessaire a un plancher chauffant utilisant un fluide frigorigene. Pour resoudre un tel probleme, it a ete concu et mis au point un dispositif de chauffage et de climatisation de locaux, notamment a usage d'habitation, comprenant au moins une pompe a chaleur a puissance variable connectee, par 1'intermediaire d'un circuit electronique et de vannes, a plusieurs zones que presente au moins un plancher chauffant a fluide frigorigene. Un autre probleme que se propose de resoudre l'invention est d'avoir la possibilite d'assurer une regulation zone par zone. Pour resoudre un tel probleme, la pompe a chaleur est equipee d'un compresseur a vitesse variable, ladite vitesse etant geree par des moyens electroniques en fonction du nombre de zones en service afin d'adapter la puissance calorifique. Des moyens pour reguler la temperature par zone sont prevus. Avantageusement, pour ameliorer la regulation, chaque zone est equipee de plusieurs circuits en parallele. Selon d'autres caracteristiques, le plancher chauffant est realise en tube de qualite frigorifique. Le plancher chauffant et pose sur un isolant. Compte tenu du probleme pose a resoudre, la pompe a chaleur comprend - le compresseur a vitesse variable ; - un evaporateur sur Fair exterieur ; -au moins un ventilateur pour le balayage de 1'evaporateur ; - au moins une vanne d'inversion du circuit frigorifique. Dans une autre forme de realisation, lorsqu'il y a une seule zone a chauffer ou un ensemble de zones devant etre portees a la meme temperature, la pompe a chaleur est a puissance fixe et raccordee sur un plancher chauffant formant condenseur. L'invention est exposee ci-apres plus en detail a 1'aide de l'unique figure des dessins annexes qui montre le principe du dispositif a la base de 1'invention. Selon une caracteristique a la base de l'invention, le dispositif comprend au moins une pompe a chaleur (1) a puissance variable connectee par 1'intermediaire d'un circuit electronique (2) et de vannes (3), a plusieurs zones (Z1), (Z2), (Z3), (Z4), ..., que presente au moins un plancher chauffant (4). On a represents, a la figure 1, un local designs dans son ensemble par (L) subdivise, a titre d'exemple indicatif nullement limitatif, selon 4 zones (Z1), (Z2), (Z3), (Z4) reparties sur un meme niveau. Bien evidemment, sans pour cela sortir du cadre de l'invention, le nombre de zones peut etre quelconque, lesdites zones pouvant etre reparties sur un ou plusieurs niveaux, chaque niveau ayant le meme nombre de zones ou un nombre de zones different. De meme, chaque zone peut delimiter une superficie quelconque. Le dispositif peut donc comporter un nombre de zones quelconque raccordes a une ou plusieurs pompes a chaleur de puissance adaptee. Selon une autre caracteristique, le plancher chauffant (4) est a fluide frigorigene. Par exemple, le plancher (4) est realise en tubes de cuivre de qualite frigorifique et avantageusement dispose sur un support en matiere isolante. La pompe a chaleur (1) comprend un compresseur a vitesse variable pour fournir, d'une maniere concomitante, une puissance frigorifique variable. Par exemple, le compresseur est assujetti a un variateur de frequence. Ainsi, en fonction du nombre de vannes ouvertes et fermees, et en fonction des besoins a 1'interieur de la partie du local presentant la ou les zones, le compresseur regule sa vitesse en combinaison avec le circuit electronique (2). Ces dispositions permettent donc d'adapter la puissance frigorifique aux besoins de la quantite de chaleur souhaitee, c'est-a-dire en fonction par exemple du nombre de pieces a chauffer. Par exemple, pour 3 zones, it est possible de reguler independamment 3 temperatures differentes, selon les besoins de l'utilisateur. Par exemple, la zone (Z1) peut constituer la partie jour, tandis que la zone (Z2) peut constituer la partie nuit, selon le meme niveau que la zone (Z1), tandis que la zone (Z3) peut constituer une autre partie nuit situee a un autre niveau. Dans tous les cas, chaque zone peut etre equipee de deux circuits en parallele, afin d'ameliorer la regulation. Des thermostats d'ambiance peuvent etre montes au niveau de chaque zone consideree. La pompe a chaleur (1) adapte par consequent sa puissance calorifique aux besoins de 1'utilisateur. En plus du compresseur a puissance frigorifique variable, la pompe a chaleur exterieure est equipee d'un evaporateur sur fair exterieur. De meme, un ou plusieurs ventilateurs assurent le balayage dudit evaporateur. On prevoit egalement une ou des vannes aptes a inverser le circuit frigorifique pour obtenir une fonction de degivrage en hiver et une fonction de climatisation en ete. Bien evidemment, la pompe a chaleur est equipee de tout organe et accessoires frigorifiques et electriques pour assurer le bon fonctionnement. Avantageusement, un echangeur est monte sur le circuit d'entree d' air neuf, de sorte qu'avant de retourner a la pompe a chaleur exterieure (1), le fluide frigorigene liquide sortant du plancher chauffant (4) formant condenseur, est dirige vers ledit echangeur, puis revient a ladite pompe a chaleur. On rappelle, lorsqu'il y a une seule zone a chauffer ou un ensemble de zones devant etre portees a la meme temperature, que la pompe a chaleur est a puissance fixe et raccordee sur un plancher chauffant formant condenseur. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle : le faible encombrement ; le cout reduit ; la possibilite de restituer 1'energie necessaire, d'une maniere tres efficace et tres performante, a un plancher chauffant utilisant un fluide frigorigene ; la possibilite d'obtenir une regulation zone par zone ; l'utilisation d'une pompe a chaleur sur fair exterieur qui presente des moyens pour reguler automatiquement sa vitesse, afin de reguler la puissance frigorifique a la demande de l'utilisateur et en fonction des zones considerees. REVENDICATIONS - 1- Dispositif de chauffage et de climatisation de locaux, notamment a usage d'habitation, caracterise en ce qu'il comprend au moins une pompe a chaleur (1) a puissance variable connecte, par 1'intermediaire d'un circuit electronique (2) et de vannes (3), a plusieurs zones (Z1), (Z2), (Z3), (Z4), que presente au moins un plancher chauffant (4) a fluide frigorigene. - 2- Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que la pompe a chaleur (1) est equipee d'un compresseur a vitesse variable, ladite vitesse etant geree par des moyens electroniques en fonction du nombre de zones en service afin d'adapter la puissance calorifique. - 3- Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il presente des moyens pour reguler la temperature par zone. - 4- Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que chaque zone est equipee de plusieurs circuits en parallele. -5- Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que le plancher chauffant (4) est realise en tube de qualite frigorifique. - 6- Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que le plancher chauffant (4) est pose sur un isolant. - 7- Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que la pompe a chaleur comprend : - le compresseur a vitesse variable ; - un evaporateur sur Fair exterieur ;25- au moins un ventilateur pour le balayage de 1'evaporateur ; - au moins une vanne d'inversion du circuit frigorifique. - 8- Dispositif selon rune quelconque des revendications 1 a 7, caracterise en ce qu'un echangeur est monte sur le circuit d'entree d'air neuf, de sorte qu'avant de retourner a la pompe a chaleur exterieure (1), le fluide frigorigene liquide sortant du plancher chauffant (4) formant condenseur, est dirige vers ledit echangeur, puis revient a ladite pompe a chaleur. -9- Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que lorsque les differentes zones doivent titre portees a la meme temperature ou lorsqu'il y a une seule zone, la pompe a chaleur est a puissance fixe.