Brevet FR3137958A1 — publié le 20240119

Dispositif (1) refroidisseur d’air comportant un compartiment (2) de congélation dans lequel est agencé un bac (3) refroidisseur pourvu d’un échangeur de chaleur (4) en communication fluidique avec une entrée (5) d’air ambiant et un circuit (6) d’évacuation d’air refroidi, une pompe (7) (ou ventilateur) pour générer un flux d’air dans l’échangeur de chaleur. FIGURE 1 Dispositif rafraichisseur d’air La présente invention concerne un dispositif refroidisseur d’air comportant un compartiment de congélation dans lequel est agencé un bac refroidisseur. On connaît aujourd’hui de nombreux types de dispositifs permettant de refroidir ou rafraichir l’air une pièce. Le plus courant est le climatiseur. Son efficacité peut être très élevée, au prix d’un dispositif puissant, coûteux, et à très forte consommation énergétique. Les climatiseurs sont par ailleurs néfastes pour l’environnement. Par exemple, en cas de problème d’étanchéité, des fluides frigorigènes peuvent s’échapper. Or ces fluides contribuent à l’effet de serre et au réchauffement climatique. Enfin, la climatisation peut engendrer un cercle non vertueux (appelé « îlot de chaleur urbain ») : plus la température est élevé, plus les climatiseurs sont sollicités. D’importantes quantités de chaleur sont alors envoyées dans l’air urbain, qui se réchauffe davantage. En absence de tels dispositifs, plusieurs utilisateurs utilisent de simples ventilateurs, parfois couplés à des rafraichisseurs d’air, fonctionnant par exemple à partir d’une réserve d’au froide. Ces dispositifs sont peu efficaces, à faible autonomie, et nécessitent surtout l’achat d’un équipement spécifique parfois coûteux, et encombrant. Il existe donc un besoin pour un dispositif rafraichisseur d’air qui soit peu coûteux, peu encombrant, et permettre une autonomie la plus longue possible. Pour pallier ces différents inconvénients, l’invention prévoit différents moyens techniques. Un premier objectif de l’invention consiste à prévoir un dispositif rafraichisseur d’air économique, en particulier de faible consommation énergétique. Un deuxième objectif de l’invention consiste à prévoir un dispositif rafraichisseur d’air peu encombrant. Un autre objectif de l’invention consiste à prévoir un dispositif rafraichisseur d’air simple à utiliser. Pour ce faire, l’invention prévoit un dispositif refroidisseur d’air comportant un compartiment de congélation dans lequel est agencé un bac refroidisseur pourvu d’un échangeur de chaleur en communication fluidique avec une entrée d’air ambiant et un circuit d’évacuation d’air refroidi, une pompe pour générer un flux d’air dans l’échangeur de chaleur. Cette architecture est particulièrement avantageuse car elle permet la mise en œuvre du dispositif en l’intégrant dans un appareil ménager très courant tel qu’un réfrigérateur ou un congélateur, sans occuper d’espace additionnel, ou sans devoir faire l’acquisition d’un dispositif séparé indépendant. Le compartiment de congélation étant d’office conçu pour permettre la congélation de liquides tels que l’eau, le dispositif ne nécessite qu’une pompe à faible consommation d’énergie pour fonctionner. Selon un mode de réalisation avantageux, le bac refroidisseur forme un contenant susceptible d’être rempli d’eau pour congélation dans laquelle baigne l’échangeur de chaleur. Avec une température côté froid égale ou inférieure à 0°C, le transfert de chaleur est particulièrement efficace. Selon une variante avantageuse, le circuit d’évacuation d’air comporte un conduit intermédiaire, agencé entre l’échangeur de chaleur et une sortie d’air refroidi. Un tel conduit permet de prévoir la sortie d’air à distance en regard de l’échangeur de chaleur, comme par exemple sur le dessus d’un réfrigérateur. De manière avantageuse, l’échangeur est en forme de spirale, les spires étant enroulées dans un même plan. Selon une variante avantageuse, l’échangeur est un tube formant d’une série d’allers-retours. Encore en variante, l’échangeur de chaleur comporte une pluralité de tubes parallèles reliés deux par deux par des embouts en forme de U. Toutes ces variantes de réalisation d’échangeurs permettent de prévoir d’importantes longueurs de tubulures d’échange, pour une efficacité optimale. De manière avantageuse, le dispositif refroidisseur comporte un contrôleur conçu pour gérer le flux d’air. Le contrôleur permet à l’utilisateur de régler le flux d’air, en fonction des besoins. L’invention concerne par ailleurs un réfrigérateur comportant un dispositif refroidisseur d’air tel que préalablement décrit. L’invention concerne enfin un congélateur comportant un dispositif refroidisseur d’air tel que préalablement décrit. Tous les détails de réalisation sont donnés dans la description qui suit, complétée par les figures 1 à 5, présentées uniquement à des fins d’exemples non limitatifs, et dans lesquelles: Fig.1 la est une représentation schématique d’un exemple de dispositif refroidisseur d’air intégré dans un réfrigérateur; Fig.2 la est une représentation schématique d’un premier exemple d’échangeur de chaleur; Fig.3 la est une représentation schématique d’un second exemple d’échangeur de chaleur ; Fig.4 la est une représentation schématique d’un troisième exemple d’échangeur de chaleur; Fig.5 la est un schéma fonctionnel illustrant le fonctionnement d’un dispositif refroidisseur. La est une représentation schématique d’un exemple de dispositif 1 refroidisseur d’air. Tel qu’illustré, il comporte un compartiment 2 de congélation dans lequel est agencé un bac 3 refroidisseur pourvu d’un échangeur 4 de chaleur. L’échangeur 4 de chaleur est agencé de façon à être en communication fluidique avec d’une part une entrée 5 d’air ambiant et d’autre part un circuit 6 d’évacuation de l’air refroidi. Une pompe 7 ou ventilateur permet de générer un flux d’air partant de l’entrée 5 d’air ambiant, vers l’échangeur 4 de chaleur et enfin jusqu’à une sortie 9 du circuit 6 d’évacuation d’air refroidi. Pour assurer la fonction de refroidisseur d’air du dispositif 1, le bac 3, dans lequel baigne l’échangeur de chaleur 4, forme un contenant susceptible d’être rempli d’eau 13 pour congélation. Une fois congelée, l’eau assure la partie froide de l’échangeur de chaleur. L’air ambiant, à température de la pièce, entre dans l’échangeur 4 de chaleur et parcours le circuit refroidissant de ce dernier, permettant le transfert de chaleur vers la partie froide. A mesure de sa progression dans l’échangeur, l’air ambiant se refroidie jusqu’à son expulsion par la sortie 9 d’air refroidi. La illustre de façon schématique le flux d’air entrant et le parcours jusqu’à la sortie d’air refroidi. L’exemple de réalisation de la consiste en un réfrigérateur 14 dans lequel le dispositif 1 refroidisseur est intégré. Le compartiment inférieur du réfrigérateur est un compartiment 2 de congélation. Le compartiment supérieur forme la partie réfrigérateur. Une porte unique ou deux portes indépendantes 15, tel qu’illustré la à , permettent de refermer l’accès aux compartiments. Le bac 3 est intégré au bas de ce compartiment. L’entrée 5 d’air ambiant est placée sous le compartiment de congélation et assure une arrivée d’air ambiant vers l’échangeur 4 de chaleur. La sortie 6 d’air refroidi est disposée sur le dessus du réfrigérateur. Un conduit 8 intermédiaire assure l’acheminement de l’air refroidi sortant de l’échangeur 4 de chaleur jusqu’à la sortie 9. Un contrôleur 12 permet à l’utilisateur de gérer le flux d’air qu’il souhaite obtenir. En variante, en lieu et place d’un réfrigérateur, un utilise un congélateur dans lequel le dispositif 1 est intégré de façon similaire à celle préalablement décrite. Les figures 2 et 3 montrent des exemples d’échangeurs 4 de chaleur. Dans l’exemple de la , l’échangeur est en forme de spirale, les spires étant enroulées sensiblement dans un même plan. Dans l’exemple de la , l’échangeur est un tube formant d’une série d’allers-retours, sensiblement dans un même plan. En variante, l’échangeur 4 comporte une pluralité de tubes 10 parallèles reliés deux par deux par des embouts 11 en forme de U, tel que montré à la . Des essais ont permis de démontrer qu’avec une longueur de tubulure d’échange de 18m, on peut aisément obtenir un différentiel de température de 3 à 8°C et même plus. L’utilisateur qui se trouve à proximité immédiate du dispositif ressent un léger flux d’air frais, rafraichissant et bienfaisant. Etant donné que la quasi-totalité des maisons et appartements sont équipés d’un réfrigérateur et/ou d’un congélateur, le dispositif peut simplement être intégré dans ces appareils ménagers, pouvant ainsi bénéficier au plus grand nombre, sans contrainte d’espace et à faible coûts. Dispositif (1) refroidisseur d’air comportant un compartiment (2) de congélation dans lequel est agencé un bac (3) refroidisseur pourvu d’un échangeur de chaleur (4) en communication fluidique avec une entrée (5) d’air ambiant et un circuit (6) d’évacuation d’air refroidi, une pompe (7) pour générer un flux d’air dans l’échangeur de chaleur. Dispositif (1) refroidisseur d’air selon la revendication 1, dans lequel le bac (3) refroidisseur forme un contenant susceptible d’être rempli d’eau (13) pour congélation dans laquelle baigne l’échangeur de chaleur (4). Dispositif (1) refroidisseur d’air selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel circuit (6) d’évacuation d’air comporte un conduit (8) intermédiaire, agencé entre l’échangeur de chaleur (4) et une sortie (9) d’air refroidi. Dispositif (1) refroidisseur d’air selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’échangeur (4) est en forme de spirale, les spires étant enroulées dans un même plan. Dispositif (1) refroidisseur d’air selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’échangeur (4) est un tube formant d’une série d’allers-retours. Dispositif (1) refroidisseur d’air selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’échangeur (4) de chaleur comporte une pluralité de tubes (10) parallèles reliés deux par deux par des embouts (11) en forme de U. Dispositif (1) refroidisseur d’air selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comportant un contrôleur (12) conçu pour gérer le flux d’air. Réfrigérateur comportant un dispositif (1) refroidisseur d’air selon l’une quelconque des revendications 1 à 7. Congélateur comportant un dispositif (1) refroidisseur d’air selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.