Brevet FR3156512A1 — publié le 20250613

TITRE : Pompe à chaleur pour un chauffage d’immeuble et chauffage ainsi équipé Pompe à chaleur (10) pour un chauffage d’immeuble (100) comprenant un boîtier de pompe à chaleur (12) logeant un ventilateur (16) pour refroidir au moins indirectement des composants (28, 29) dégageant de la chaleur d’un inverter (25), logé dans un boîtier (22). L’inverter (25) est relié au moins indirectement à une paroi de boîtier (26) au moins partiellement en métal, qui est balayée par la veine d’air générée par le ventilateur (16). Une partie des composants dégageant de la chaleur (28, 29) sont reliés au moins indirectement par un élément thermo-conducteur (32) avec la zone en métal de la paroi de boîtier (26). Figure 1 Pompe à chaleur pour un chauffage d’immeuble et chauffage ainsi équipé DOMAINE DE L’INVENTION L’invention se rapporte à une pompe à chaleur pour un chauffage d’immeuble qui se distingue notamment par une construction plus compacte avec une faible émission de bruit. L’invention se rapporte également à un chauffage d’immeuble équipé d’une pompe à chaleur telle que définie. ETAT DE LA TECHNIQUE Les pompes à chaleur font partie des chauffages actuels d’immeuble. Elles sont connues selon l’état de la technique. Elles comprennent habituellement une pompe à chaleur installée dans la zone extérieure du boîtier et un boîtier de pompe à chaleur installé à l’extérieur de la construction, le boîtier de pompe à chaleur logeant un ventilateur servant à évaporer l’agent frigorifique par de l’air environnant. L’agent frigorifique vaporisé arrive ensuite dans le compresseur qui le liquéfie par augmentation de la pression et alimente un échangeur de chaleur qui chauffe l’intérieur de l’immeuble. Il est déjà connu d’utiliser un inverter pour commander la régulation de la vitesse de rotation du compresseur. Selon ce procédé, on convertit tout d’abord le courant alternatif du réseau en un courant continu et ensuite de nouveau en un courant alternatif. L’inverter est installé dans un boîtier d’inverter lui-même installé dans le boîtier de la pompe à chaleur ; il comporte des ailettes de refroidissement qui sont balayées par la veine d’air générée par le ventilateur de façon à refroidir par conduction thermique avec les ailettes de refroidissement, les composants dégageant de la chaleur de l’inverter. De telles ailettes de refroidissement dans la veine d’air du ventilateur constituent une source non négligeable de bruit ce qui est déterminant pour le choix de l’emplacement de la pompe à chaleur ou du module de pompe à chaleur. EXPOSE ET AVANTAGES DE L’INVENTION La pompe à chaleur pour un chauffage d’immeuble selon la présente invention a l’avantage d’une émission de bruit particulièrement faible et réduite par rapport à l’état de la technique tout en ayant une construction relativement compacte. L’invention repose sur l’idée de dévier au moins une partie de la chaleur dégagée par les composants générant de la chaleur, du fait des pertes, par une paroi de boîtier en conduction thermique avec la veine d’air du ventilateur et d’évacuer cette veine d’air (refroidissement par l’air). Ainsi, on a l’avantage de réduire la taille ou le nombre d’ailettes de refroidissement par rapport à l’état de la technique ; dans le meilleur des cas, cela permet même de supprimer complètement les ailettes de refroidissement, entre autres les structures, si l’énergie thermique est fournie complètement par la paroi du boîtier de l’inverter. Selon les explications ci-dessus, la pompe à chaleur selon l’invention pour un chauffage d’immeuble avec les caractéristiques telles que définies ci-dessus, comporte un boîtier de pompe à chaleur équipé d’un ventilateur pour refroidir au moins indirectement les composants dégageant de la chaleur d’un inverter. L’inverter logé dans un boîtier est relié au moins indirectement à une paroi de boîtier qui est au moins en partie en métal. La paroi du boîtier est balayée par la veine d’air du ventilateur ; il est important selon l’invention qu’au moins une partie des composants dégageant de la chaleur soient reliés au moins indirectement par au moins un élément thermo-conducteur à la zone métallique de la paroi de boîtier. La liaison thermique particulièrement simple des composants dégageant de la chaleur avec la paroi du boîtier de l’inverter résulte de ce que au moins un élément dégageant de la chaleur est réalisé comme étiquette thermo-conductrice. Une telle étiquette thermo-conductrice a en outre l’avantage de compenser très simplement les éventuelles tolérances (intervalles) nécessaires au montage entre le ou les composants dégageant de la chaleur et la paroi du boîtier avec l’étiquette thermo-conductrice. En plus ou en variante, au moins un élément thermo-conducteur est réalisé sous la forme d’un élément de transmission de chaleur en métal au moins indirectement en contact d’appui avec au moins un composant générant de la chaleur. Un tel élément de transmission de chaleur réalisé par exemple comme pièce de fonte d’aluminium, a l’avantage de pouvoir chevaucher des distances plus grandes (intervalles) entre la paroi du boîtier et le composant et d’être d’une conception plus flexible (plaque de circuit avec des composants générant de la chaleur). En outre un tel élément thermo-conducteur qui est lui-même relié par une étiquette thermo-conductrice à la paroi du boîtier permet une conduction sur une grande surface pour la chaleur de la paroi du boîtier pour une géométrie appropriée (écartements). Pour optimiser la géométrie du boîtier de pompe à chaleur et améliorer l’effet de refroidissement de la paroi du boîtier de l’inverter, il est avantageux que la paroi du boîtier soit installée selon un angle aigu par rapport à la veine d’air générée par le ventilateur. Ainsi la veine d’air arrive par exemple suivant un angle compris entre 20° et 60° sur la paroi du boîtier ce qui permet un échange thermique particulièrement intense entre la paroi du boîtier et la veine d’air. Suivant une autre caractéristique, l’inverter a des ailettes de refroidissement pour refroidir les composants générant de la chaleur et les ailettes de refroidissement traversent une ouverture de la paroi du boîtier pour être exposées à la veine d’air du ventilateur. De telles nervures de refroidissement s’utilisent toujours si la seule paroi du boîtier ne permet par un échange thermique suffisamment fort avec la veine d’air malgré le cas échéant, un positionnement incliné du ventilateur installé dans la paroi du boîtier de l’inverter. Contrairement à l’état de la technique selon lequel la conductibilité thermique se fait uniquement par les ailettes, on pourra néanmoins diminuer la taille de la surface de refroidissement ou le nombre d’ailettes de refroidissement par rapport à l’état de la technique car pour au moins une partie des composants dégageant de la chaleur, la chaleur sera évacuée par le chemin thermique vers la paroi du boîtier. Selon une disposition constructive avantageuse du boîtier de l’inverter, la paroi de boîtier est sur le côté aspiration du ventilateur. Pour de bonnes conditions de fabrication et une excellente protection contre la corrosion et un faible poids, il est en outre préférentiel qu’au moins la paroi du boîtier soit en aluminium. Comme déjà indiqué il est notamment prévu que l’inverter sert à commander un compresseur pour comprimer l’agent frigorifique. L’invention a également pour objet un chauffage d’immeuble avec une pompe à chaleur réalisée et utilisée comme décrit ci-dessus. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide de mode de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels : FIG. 1 vue en coupe longitudinale simplifiée d’une première pompe à chaleur d’un chauffage d’immeuble dans la zone du boîtier de pompe à chaleur, FIG. 2 vue en perspective d’un élément de transmission de chaleur, réalisé comme pièce de fonte sous pression comme composant de la pompe à chaleur selon la FIG. 1 , FIG. 3 vue en coupe partielle d’une variante de pompe à chaleur par rapport à la FIG. 1 . DESCRIPTION DE MODE DE REALISATION DE L’INVENTION Les mêmes éléments ou éléments de fonction analogue portent les mêmes références dans les différentes figures. La FIG. 1 est une vue de détail fortement simplifiée d’une pompe à chaleur 10 d’une installation de chauffage d’immeuble 100. La pompe à chaleur 10 a un boîtier de pompe à chaleur 12 qui, de façon caractéristique est parallélépipédique ; il se compose d’une zone extérieure de boîtier pour évaporer par l’air ambiant, un agent frigorifique circulant dans la zone de boîtier extérieur à l’intérieur d’éléments tubulaires 14 à travers le boîtier de pompe à chaleur 12 pour un agent frigorifique et alimenter un échangeur de chaleur non détaillé. Pour faciliter l’évaporation, l’intérieur du boîtier de pompe à chaleur 12 est équipé d’un ventilateur 16 avec un rotor axial 18. Les éléments de tube 14 sont dans la zone du côté frontal 19 du boîtier de pompe à chaleur 12 et dans le boîtier de pompe à chaleur 12 sur le côté aspiration du rotor 18. En fonctionnement, le ventilateur 16 ou son rotor 18 génère une veine d’air dont le passage est schématisé par les flèches d’écoulement 28. Entre les éléments de tube 14 et le rotor de ventilateur 18 selon la représentation de la FIG. 1 , dans la zone supérieure du boîtier de pompe à chaleur 12 il y a un boîtier d’inverter 22 comme composant d’un inverter 25. L’inverter 25 qui convertit le courant alternatif en courant continu et ensuite de nouveau en courant alternatif, fait fonctionner un compresseur non détaillé comprimant l’agent frigorifique évaporé dans le boîtier de pompe à chaleur 12. Pour économiser du poids, le boîtier d’inverter 22 peut être réalisé en matière plastique ou en aluminium et de préférence il est en forme de cuvette. Pour éviter l’entrée de saleté, de poussière ou autres dans le boîtier d’inverter 22, le côté du boîtier 22 tourné vers la veine d’air est fermé. Dans le mode de réalisation représenté cela correspond à au moins une zone du boîtier d’inverter 22 qui est en métal, notamment une paroi de boîtier 26 en aluminium. La paroi de boîtier 26 peut être également la paroi métallique du boîtier d’inverter 22 même. La paroi de boîtier 26 qui fait un angle aigu (α) de façon caractéristique compris entre 10° et 60° par rapport au plan horizontal 27 ou à la veine d’air, est exposée la veine d’air du rotor de ventilateur 18 pour refroidir au moins indirectement les composants 28, 29 de l’inverter 25 dégageant de la chaleur et logés dans le boîtier 22. En particulier les composants 28, 29 sont installés sur un support de circuit en forme de plaque de circuit imprimé 30. La plaque de circuit .30 ou les composants 28,29 sont couplés de manière thermique par au moins un élément thermo-conducteur 32 à la paroi de boîtier 26. L’élément thermo-conducteur 32 de l’exemple de réalisation représenté est sous la forme d’un élément de transmission de chaleur 35 comme représenté à la FIG. 3 . L’élément de transmission de chaleur 35 a une structure d’ailettes avec des dômes ou des zones relevées pour être en contact de conduction avec les composants 28, 29 générant de la chaleur ; dans l’exemple de réalisation représenté, ils sont en contact avec le côté inférieur 38 de la plaque de circuit 30 à l’opposé des composants 28, 29 dégageant de la chaleur. En outre, l’élément de transmission de chaleur 35 est couplé par une étiquette thermo-conductrice 40 qui forme un autre élément thermo-conducteur 32 couplé thermiquement à la paroi de boîtier 26. La taille ou le volume de la paroi de boîtier 26 ainsi que l’angle (α) sont conçus de manière spécifique selon l’application pour que le fonctionnement de l’inverter 35 évite toute surcharge thermique de l’inverter 25 par les composants 28, 29 dégageant de la chaleur. En particulier pour des pertes plus faibles ou un rayonnement thermique réduit, la paroi de boîtier 26 permet de diminuer tendanciellement l’angle (α) pour diminuer la perte de charge de la veine d’air dans le boîtier de pompe à chaleur 12. Ainsi il est notamment prévu que pour des quantités de chaleur plus faibles à évacuer, l’angle (α) est égal à 0° c’est-à-dire que la paroi de boîtier 26 sera dans le plan horizontal 27. La FIG. 2 montre une partie d’une pompe à chaleur 10a, en variante de celle des figures 1 et 3. La pompe à chaleur 10a se caractérise principalement en ce que la paroi de boîtier 26a a une découpe au passage 42, notamment de forme rectangulaire à travers laquelle peuvent passer les ailettes de refroidissement 44 d’un organe de refroidissement 45 de l’inverter 25. Les ailettes de refroidissement 44 servent seulement à évacuer des quantités de chaleur ou des pertes relativement élevées, c’est-à-dire des quantités de chaleur qui ne peuvent être évacuées vers l’environnement que par la seule paroi de boîtier 26. Toutefois, même dans ce cas, l’organe de refroidissement 45 fonctionnant dans l’exemple de réalisation comme élément de transmission de chaleur 35a peut être relié en plus par un élément thermo-conducteur 32 sous la forme de l’étiquette thermo-conductrice 40, en étant relié de manière thermique à la paroi de boîtier 26a pour évacuer la chaleur vers l’environnement. L’organe de refroidissement 45 dépasse du passage 42. En outre l’organe de refroidissement 45 est relié par l’étiquette thermo-conductrice 40 à la plaque de circuit 30. En variante de l’exemple de réalisation de la FIG. 2 , la paroi de boîtier 26a peut être installée en analogie avec la paroi de boîtier 26 pour améliorer la transmission thermique, suivant un angle (α) par rapport au plan horizontal 27. La pompe à chaleur 10, 10a décrite peut être adaptée ou modifiée de multiple manières sans sortir du cadre de l’invention. C’est ainsi qu’il n’est pas indispensable d’utiliser un élément de transmission de chaleur 35, 35a. Suivant la disposition de la plaque de circuit 30 ou des composants 28, 29 dégageant de la chaleur, on peut également envisager la plaque de circuit 30 ou les composants 28, 29 seuls avec interposition d’une étiquette thermo-conductrice de préférence non électro-conductrice, couplée thermiquement à la paroi 26, 26a du boîtier. NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 10 Pompe à chaleur 100 Installation de chauffage d’immeuble 12 Boîtier de pompe à chaleur 14 Elément tubulaire 16 Ventilateur 18 Rotor axial 19 Côté frontal du boîtier 22 Boîtier d’inverter 25 Inverter 26 Paroi de boîtier 27 Plan horizontal 28 Composant dégageant de la chaleur 28 Flèche schématisant l’écoulement 29 Composant dégageant de la chaleur 30 Plaque de circuit imprimé 32 Elément thermo-conducteur 35 Elément de transmission de chaleur 40 Etiquette thermo-conductrice 44 Ailette de refroidissement 45 Organe de refroidissement de l’inverter Pompe à chaleur (10 ; 10a) pour un chauffage d’immeuble (100) comprenant un boîtier de pompe à chaleur (12) logeant un ventilateur (16) pour refroidir au moins indirectement des composants (28, 29) dégageant de la chaleur d’un inverter (25 ; 25a), - l’inverter (25 ; 25a) étant logé dans un boîtier d’inverter (22), - l’inverter (25 ; 25a) étant relié au moins indirectement à une paroi de boîtier (26 ; 26a) au moins partiellement en métal, qui est balayée par la veine d’air générée par un ventilateur (16), et - au moins une partie des composants dégageant de la chaleur (28, 29) étant reliés thermiquement au moins indirectement par au moins un élément thermo-conducteur (32) avec la zone en métal de la paroi de boîtier (26 ; 26a). Pompe à chaleur selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’au moins un élément thermo-conducteur (32) est réalisé comme étiquette thermo-conductrice (40). Pompe à chaleur selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu’au moins l’élément thermo-conducteur (32) est réalisé comme élément de transfert de chaleur (35 ; 35’) en métal, dans un contact d’appui au moins indirect avec un composant (28, 29) dégageant de la chaleur. Pompe à chaleur selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la paroi de boîtier (26) est installée suivant un angle incliné (α) par rapport à la veine d’air générée par le ventilateur (16). Pompe à chaleur selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l’inverter (25a) ou au moins un organe réfrigérant (45) couplé thermiquement à l’inverter (25a) comporte des ailettes de refroidissement (44) pour refroidir le composant (28, 29) générant de la chaleur, et - un organe de refroidissement (45) avec des ailettes de refroidissement (44) étant couplé thermiquement à l’inverter (25fa) pour refroidir les composants (28, 29) dégageant de la chaleur, et - les ailettes de refroidissement (44) traversent une ouverture (42) de la paroi de boîter (26a) et sont exposées à la veine d’air. Pompe à chaleur selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la paroi de boîtier (26 ; 26a) est située sur le côté aspiration du ventilateur (16). Pompe à chaleur selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu’au moins la paroi de boîtier (26 ; 26a) est en aluminium. Pompe à chaleur selon la revendication 7, caractérisée en ce que le boîtier d’inverter (22) est en aluminium. Pompe à chaleur selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l’inverter (25 ; 25a) sert à commander un compresseur pour comprimer l’agent frigorifique. Chauffage d’immeuble (100) comportant une pompe à chaleur (10 ; 10a) selon l’une des revendications 1 à 9.