Brevet FR3011625A1 — publié le 20150410

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une installation de préparation d'eau de chauffage ou d'eau chaude sanitaire comprenant une pompe à chaleur installée à l'intérieur d'un logement pour un local équipé d'une ventilation forcée, et ayant un évaporateur et un conden- seur relié au circuit de chauffage ou d'eau chaude sanitaire/ballon d'eau chaude sanitaire et l'évaporateur a une entrée d'air chaud et une sortie d'air froid. Etat de la technique De telles installations existent déjà sous la dénomination de chauffe-eau thermodynamiques dans lequel la résistance chauffante est remplacée par le condenseur d'une pompe à chaleur air! fluide caloporteur. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un tel chauffe-eau thermodynamique permettant un fonctionnement plus efficace, tant en hiver qu'en été. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet une installation de chauffage ou pour la préparation d'eau chaude sanitaire du type défini ci-dessus caractérisée en ce que l'entrée de l'évaporateur est reliée par un distributeur d'entrée réglable à l'atmosphère extérieure et à la sortie de la ventilation, pour régler le débit d'air à partir de l'atmosphère extérieure et de la sortie de la ventilation, et la sortie de l'évaporateur est reliée à un distributeur de sortie réglable, réglant le débit de la sortie d'air froid vers l'extérieur et l'entrée de la ventilation, un circuit de commande gérant le fonctionnement des distributeurs d'entrée et de sortie. L'installation selon l'invention a l'avantage d'offrir, tant en été qu'en hiver, une fonction supplémentaire en plus de celle de la simple pompe à chaleur. En effet, en hiver, la pompe à chaleur récupère une partie de la chaleur évacuée en sortie de la ventilation forcée et en été, la pompe à chaleur alimente l'entrée de la ventilation forcée avec l'air frais que fournit l'évaporateur. Le fonctionnement de l'installation selon l'invention est géré de manière simple à partir des données fournies par les capteurs équipant l'installation de chauffage ou d'eau chaude sanitaire et par des capteurs à l'entrée d'air extérieur ou l'arrivée d'air provenant de la venti- lation forcée. Cette installation a également l'avantage de supprimer le ventilateur de la ventilation forcée qui est remplacé par le ventilateur faisant circuler l'air à travers l'évaporateur. Suivant une autre caractéristique avantageuse, les distri- buteurs d'entrée et de sortie sont des distributeurs à fonctionnement par « tout ou rien », ce qui constitue une réalisation très simple et fiable. Selon une autre caractéristique avantageuse, les distributeurs d'entrée et de sortie sont des distributeurs à réglage continu entre les deux entrées d'air alimentant l'évaporateur et les deux sorties d'air de l'évaporateur. Cela permet un réglage fin des fractions d'air reçues de l'extérieur et de la ventilation forcée et/ou envoyée vers l'extérieur et/ou la ventilation forcée, notamment lorsque les températures de l'air extérieur et celles de la ventilation forcée ou celles de l'entrée de la ventilation forcée et celles du rejet de l'air sortant de l'évaporateur sont voisines. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un schéma de l'installation de pompe à chaleur selon l'invention représenté dans l'unique figure annexée qui est un schéma de l'installation. Description d'un mode de réalisation de l'invention Selon la figure, l'invention a pour objet une installation de chauffage ou de préparation d'eau chaude sanitaire comprenant une pompe à chaleur 1 pour un local équipé d'une ventilation forcée 4 ou ventilation mécanique contrôlée VMC assurant l'aération du local. La ventilation mécanique forcée a des entrées d'air 41 reliées aux diffé- rentes parties du local pour y aspirer l'air, par exemple dans la cuisine, la salle d'eau et les WC et une sortie d'air 42 débouchant à l'extérieur du local. La pompe à chaleur 1 représentée de manière simplifiée uniquement par son évaporateur 11 et son condenseur 12 est une pompe à chaleur air/eau qui prélève de la chaleur à l'air et restitue cette chaleur à de l'eau de chauffage ou de l'eau sanitaire 14. L'ensemble est équipé d'un circuit de commande 5. L'évaporateur 11 traversé par le flux d'air fournissant la chaleur est relié en entrée 21 à une prise d'air extérieur 22 et/ou à la sortie 42 de la ventilation forcée 4 par l'intermédiaire d'un distributeur d'entrée 2, commandé, qui règle l'air alimentant l'évaporateur 11 à partir de la prise d'air extérieur (Ext) et/ou de la sortie 42 de la ventilation par un réglage proportionnel ou par « tout ou rien ». En sortie, l'évaporateur 11 débite l'air par l'intermédiaire d'un distributeur de sortie 3, réglable, relié à l'extérieur (Ext) et/ou à l'entrée 41 de la ventilation 4. L'évaporateur 11 fournit la chaleur prélevée du flux d'air au condenseur 12 qui chauffe le circuit de chauffage ou d'eau chaude sanitaire 14 représenté par une simple boucle et qui en fait est constitué par une boucle de chauffage ou un réservoir d'eau chaude sanitaire formant un tampon. L'installation comporte des détecteurs de température 51-55 associés au circuit d'eau 14, à l'entrée d'air extérieur 22 et à la sortie d'air de la ventilation forcée 42 ainsi qu'à la sortie d'air 32 vers l'extérieur (Ext) et la sortie 33 vers l'entrée 41 de la ventilation forcée 4. Le distributeur d'entrée 2 prélève l'air en fonction de l'air chaud disponible en sortie de la ventilation forcée 42 et le distributeur de sortie 3 répartit l'air entre l'évacuation 32 à l'extérieur (Ext) et l'entrée 41 de la ventilation forcée. L'installation de préparation d'eau chaude sanitaire fonc- tionne globalement en mode hiver et en mode été. En mode hiver, le distributeur d'entrée 2 reçoit principa- lement de l'air de la sortie 42 de la ventilation forcée et le cas échéant de l'air extérieur (Ext) en fonction de la température de l'air extérieur. L'une ou l'autre des entrées d'air par les conduites 22, 23 peut être fer- mée complètement ou réglée proportionnellement par le distributeur d'entrée 2. En sortie de l'évaporateur 11, l'air frais en hiver est dirigé par le distributeur 3 et la sortie 32 vers l'extérieur (Ext) et non vers l'entrée 41 de la ventilation forcée 4. En mode été, l'air d'alimentation de la conduite d'entrée 21 est prélevé principalement de l'extérieur (Ext), la sortie d'air 42 de la ventilation forcée 4 n'alimentant pas l'entrée 21 de l'installation. En revanche, le distributeur de sortie 3 dirige principalement l'air frais de la conduite de sortie 31 vers l'entrée 41 de la ventilation pour bénéficier de cet air frais assurant une fonction de climatisation. Une connexion bidirectionnelle du logement vers l'extérieur est également prévue pour garantir uen pression d'air normale dans le logement malgré le prélèvement ou l'insufflation d'air par la pompe de chaleur. Cette connexion n'est pas représentée dans la fi- gure. Pour son fonctionnement, l'installation utilise les signaux des capteurs de température 51-55, éventuellement de capteurs de débit installés sur la sortie 14, sur les entrées d'air 22, 23 et sur les sor- ties d'air 32, 33. Il ne s'agit que d'exemples indicatifs car d'autres signaux détectés peuvent être utilisés par le circuit de commande 5 pour gérer les signaux Si commandant la pompe à chaleur 1, les signaux S2, S3 pour les distributeurs d'entrée 2 et de sortie 3. Les positions de réglages intermédiaires des distributeurs 2, 3 sont possibles. Cette installation a l'avantage de combiner la préparation d'eau de chauffage ou d'eau chaude sanitaire et la ventilation forcée. Elle utilise le ventilateur de l'évaporateur plus efficace qu'un ventilateur ventilation forcée. Le ventilateur 13 de l'évaporateur 11 a ainsi la double fonction : celle d'alimenter l'évaporateur 11 et celle du ventilateur de la circulation forcée 4. Lorsqu'il n'est pas nécessaire de fournir de la chaleur pour la préparation de l'eau chaude, le ventilateur 13 de l'évaporateur 11 fonctionne en mode de ventilation, c'est-à-dire à débit réduit au mi-30 nimum. Le rendement du système (COP) se traduit ainsi prati- quement par un fonctionnement gratuit de la ventilation forcée et de la climatisation. 35 1 5 NOMENCLATURE Pompe à chaleur 11 Evaporateur 12 Condenseur 13 Ventilateur de l'évaporateur 14 Circuit d'eau chaude 2 Distributeur d'entrée 21 Conduite d'entrée de l'évaporateur 22 Conduite en prise sur l'extérieur 23 Conduite en prise sur la ventilation forcée 3 Distributeur de sortie 31 Conduite de sortie de l'évaporateur 32 Sortie sur l'extérieur 33 Sortie vers la ventilation 4 Ventilation forcée 41 Entrée de la ventilation 42 Sortie de la ventilation 5 Circuit de commande 51-55 Capteur de température Sl-S3 Signaux de commande30 REVENDICATIONS1°) Installation de préparation de chauffage ou d'eau chaude sanitaire comprenant une pompe à chaleur pour un local équipé d'une ventilation forcée (4), la pompe à chaleur (1) ayant un évaporateur (11) et un condenseur (12) relié au circuit de chauffage ou d'eau chaude sani- taire/ballon d'eau chaude sanitaire (14), l'évaporateur ayant une entrée d'air chaud (21) et une sortie d'air froid (31), installation caractérisée en ce que l'entrée de l'évaporateur (11) est reliée par un distributeur d'entrée (2) réglable, à l'atmosphère extérieure (Ext) et à la sortie (42) de la ventilation (4), pour régler le débit d'air à partir de l'atmosphère extérieure (Ext) et de la sortie (42) de la ventilation, et la sortie de l'évaporateur (11) est reliée à un distributeur de sortie (3) réglable, réglant le débit de la sortie d'air froid vers l'extérieur (Ext) et l'entrée (41) de la ventilation (4), et un circuit de commande (5) gérant les distributeurs d'entrée (2) et de sortie (3). 2°) Installation de chauffage ou de préparation d'eau chaude sanitaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que les distributeurs d'entrée et de sortie (2, 3) sont des distributeurs à fonctionnement par « tout ou rien ». 3°) Installation de chauffage ou de préparation d'eau chaude sanitaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que les distributeurs d'entrée et de sortie (2, 3) sont des distributeurs à réglage continu entre les deux entrées (22, 23) d'air alimentant l'évaporateur (11) ou les sorties d'air (32, 33) de l'évaporateur (11). 4°) Installation de chauffage ou de préparation d'eau chaude sanitaire selon la revendication 1, comprenant,une connexion bidirectionnelle entre le local équipé de l'installation de préparation et l'extérieur pour garantir une pression normale dans le local.5