Système récupérateur de chaleur.
La présente invention concerne un système récupérateur de chaleur .
On sait utiliser des pompes thermiques pour extraire de la chaleur utile de la chaleur ambiante telle que l'énergie solaire recueillie par un panneau .
Un des buts de la présente invention est de réaliser un système perfectionna de récupération de chaleur en vue:de l'utilisation optimale de la chaleur ambiante ou d'une chaleur résiduelle, ledit système s'appliquant spécialement, mais non exclusivement, à la captation de la chaleur solaire pour le chauffage d'une enceinte ou de l'eau .
Le système récupérateur de chaleur selon l'invention comprend une pompe thermique comportant un circuit réfrigérant fermé comprenant
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mont dudit dispositif restricteur, et un évaporateur en aval dudit dispositif restricteur, l'évaporateur étant installé dans un, ou faisant partie d'un, collecteur de chaleur ambiante ou résiduelle, et un conduit d'entrée d'air communiquant avec l'intérieur du collecteur pour diriger l'air à travers le collecteur et par dessus l'évaporateur pendant le fonctionnement du système, le compresseur et/ou une partie au moins du condenseur ou d'un prérefroidis-
réfrigérant
seur de/ étant en position d'échange thermique direct avec le collecteur ou avec le conduit d'entrée d'air en vue de pré-refroidir le réfrigérant en amont du dispositif restricteur pendant le fonctionnement du système .
Le pré-refroidissement du réfrigérant en amont dit dispositif restricteur augmente le poids spécifique du réfrigérant et, de ce fait, augmente le coefficient de rendement de la pompe thermique, tout en augmentant la température de la vapeur réfrigérante dans l'évaporateur de façon à en éviter le. givrage . De préférence, le collecteur de chaleur comporte un panneau creux collecteur de chaleur solaire possédant une paroi translucide ou une fenêtre et contenant un serpentin ou un échangeur de chaleur agissant comme évaporateur
!
La basse température du réfrigérant traversant l'évaporateur aug- mente le rendement de la captation de-chaleur d'un tel panneau solaire
Pendant le fonctionnement du système, la paroi translucide ou la fenêtre du panneau transmettent la radiation solaire communiquant de la chaleur à l'évaporateur, ladite paroi ou fenêtre étant opa-
que à la radiation d'assez grande longueur d'onde émise par le
panneau chauffé . C'est l'effet "de serre" bien connu qui augmen-
te la chaleur captée par le panneau solaire .
Le courant d'air franchissant l'évaporateur dans le panneau augmente en outre l'absorption de chaleur de l'évaporateur et, dans
tin mode de réalisation pratique préféré de l'invention, le panneau capteur de chaleur solaire aurait la forme d'un boîtier peu profond monté à un endroit approprié tel que le toit ou le mur d'un édifice . Le courant d'air franchissant le panneau peut être l'air ambiant ou de l'air chauffé soit par le soleil, soit par une chaleur résiduelle . C'est ainsi que, dans un mode préféré de réalisation de l'invention, le panneau est monté sur le toit d'un édi-
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grenier ou d'une partie du toit par au moins un rotor . Ceci permet d'utiliser la chaleur solaire absorbée par le toit de l'édifice et communiquée à l'air amorphe du grenier ou du sous-comble sous-jacents . Cette disposition conviendrait spécialement à une maison comportant un toit en pignon, un tel toit renfermant généralement un fort volume d'air amorphe . L'évaporateur pourra présenter une surface ondulée faisant face à la paroi translucide ou à la fenêtre du panneau de façon à engendrer un écoulement turbulent de fluide réfrigérant dans le conduit de^l'évaporateur et à absorber le maximum de la chaleur provenant de la radiation solaire <EMI ID=3.1>
faisant face à la paroi translucide ou à la fenêtre aurait un
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sorption thermique .
Le dispositif restricteur pourra comporter une soupape de détente, un tube capillaire, ou un autre dispositif régulateur de pression.
Le courant d'air franchissant le panneau pourra autrement, ou en
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provenant du compresseur d'une pompe thermique ou telle qu'une chaleur provenant d'une autre source quelconque comme celle provenant d'un excès de production d'eau chaude dans un système de conditionnement d'air . Dans un mode de réalisation de l'invention, une paroi au moins du pré-refroidisseur de réfrigérant ou du condenaeur est placée dans le conduit d'entrée d'air pour communiquer *de la chaleur à l'air pénétrant dans le collecteur pendant le fonctionnement du système . Alternativement, ou en outre, le compresseur pourra être placé dans le conduit d'entrée d'air pour communiquer de la chaleur à l'air pénétrant dans le collecteur pendant le fonctionnement du système .
De préférence, au moins un rotor de soufflante est placé dans le conduit d'entrée d'air . C'est ainsi que ce dernier peut comporter un rotor centrifuge alimenté en air par au moins un rotor à écoulement axial - De préférence, le conduit d'entrée d'air comporte au moins un goulot convergent entre le, ou chaque rotor et l'intérieur du collecteur de chaleur . Cette disposition se révèle, en pratique, d'un fonctionnement particulièrement silencieux et efficace .
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presseur de la pompe thermique pourra être enfermé dans un bottier immergé dans un liquide contenu dans un réservoir . En outre, le condenseur de la pompe thermique pourra comporter un serpentin immergé dans ledit réservoir* et entourant le boîtier du compresseur, ledit boîtier de compresseur et ledit serpentin de condenseur étant tous deux placés, de préférence, au fond du réservoir . Le serpentin de condenseur pourra déboucher, à son extrémité inférieure, dans un serpentin d'accumulation agissant comme réserve de réfrigérant liquida lorsque le système ne fonctionne pas Pour compléter le circuit réfrigérant, l'évaporateur de la pompe thermique pourra être raccordé à l'intérieur du boîtier de compresseur, le réservoir environnant contenant un liquide échangeur de chaleur tel que l'eau .
Dans une autre version, le boîtier de compresseur, qui pourra contenir également un moteur d'entraînement, pourra être placé dans un réservoir hermétiquement clos dans lequel on fait passer
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ture ambiante avant de pénétrer dans le compresseur de façon que la chaleur résiduelle engendrée dans le compresseur et dans son moteur d'entraînement soit absorbée par le réfrigérant . C'est ainsi que le boîtier de compresseur pourra comporter un orifice d'entrée de réfrigérant débouchant dans le réservoir de façon que le compresseur aspire du fluide réfrigérant eprès avoir emprunté de la chaleur au compresseur .
Un autre mode de réalisation de l'invention réalise un système récupérateur de chaleur comprenant une pompe thermique ayant un circuit réfrigérant clos incluant, en série, un dispositif restricteur tel qu'une soupape de détente, un évaporateur, un compresseur et un condenseur, l'évaporateur étant installé dans un, ou faisant partie d'un, collecteur de chaleur ambiante ou rési-
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teur par une canalisation de réfrigérant à haute pression en relation d'échange thermique avec au moins un appareil de chauffage d'enceinte et agissant, pendant le fonctionnement du système, comme au moins une partie du condenseur ou d'un prérefroidisseur de réfrigérant . Dans ce mode de réalisation de l'invention, le réfrigérant quittant le compresseur, à une température et à une pression élevées, abandonne sa chaleur à l'appareil, ou aux appareils, de chauffage d'enceinte que traverse la canalisation à haute pression, de sorte que le réfrigérant se condense et se refroidit et pénètre dans le dispositif restricteur à une température à peine supérieure à la température ambiante .
Le réfrigérant quittant le dispositif restricteur et pénétrant dans l'évaporateur est à une température inférieure à la température ambiante, de sorte que ce réfrigérant peut absorber de la chaleur de l'environnement y compris, par exemple, la chaleur solaire tombant sur le collecteur de chaleur . On notera que le serpentin de condenseur séparé habituel ou l'échangeur de chaleur usuel de la plupart des installations à pompe thermique sont inutiles dans ce mode de réalisation du fait que la canalisation à haute pression en relation d'échange thermique avec le ou les appareils de chauffage d'enceinte peut servir de condenseur .
Le ou les appareils de chauffage d'enceinte disposés de façon à recevoir de la chaleur de la canalisation de réfrigérant à haute pression peuvent comporter au moins un appareil de chauffage d'air à conveotion naturelle ou forcée tel qu'un conduit vertical contenant un serpentin lisant partie de la canalisation de réfrigérant à haute pression et que l'air à chauffer parcourra dans le sens ascendant . Alternativement, ou en outre, le ou les appareils de chauffage d'enceinte pourront comporter au moins un radiateur plat et creux rempli d'un agent absorbant la chaleur et placé verticalement, la canalisation de réfrigérant à haute pression traversant une partie inférieure du radiateur en relation d'échange thermique avec ledit agent absorbant mais isolée de lui .
Ce radiateur, ou chacun d'eux, pourra comporter, par exemple, une jupe creuse remplie d'un liquide ou autre agent absorbant la chaleur . L'agent absorbant la chaleur pourra comporter une matière réfrac-taire accumulatrice de chaleur dans laquelle sera noyé un conduit faisant partie de la canalisation à haute pression .
Dans les cas où, comme on l'a déjà mentionné, le compresseur et/ou une partie du condenseur sont immergés dans un réservoir rempli de liquide, ce liquide, généralement de l'eau, contenu dans le réser-
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de chaufage d'enceinte et pourra, par exemple, faire partie d'une source d'alimentation en eau chaude destinée au chauffage de radiateurs ou d'appareils de chauffage d'enceinte appartenant à un circuit différent du circuit de réfrigérant de la pompe thermique .
L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à quelques exemples préférés, non limitatifs, de réalisation représentés sur les dessins annexés daus lesquels :
- les Figures 1, 2 et 3 sont des schémas simplifiés de systèmes récupérateurs de chaleur solaire, selon trois modes différents de réalisation de l'invention, pour chauffage domestique ;
- les Figures 4 et 5 sont des vues perspectives schématiques, en partie écorchées, de deux exemples de panneaux collecteurs de <EMI ID=10.1>
des systèmes récupérateurs de chaleur selor. l'invention ;
'- la Figure 6 est une vue perspective éclatée, de dessus, d'un
panneau collecteur de chaleur solaire utilisable dans le système de la Figure 3 ;
- la Figure 7 est une coupe verticale schématique d'un réservoir accumulateur de liquide et d'un groupe compresseur faisant partie du système de la Figure 3 ;
- la Figure 8 est une représentation schématique d'un système récupérateur de chaleur solaire selon un autre mode de réalisation de l'invention ; et
- la Figure 9 est une vue perspective, en partie écorchée, d'un appareil de chauffage d'enceinte utilisable dans le système des Figures 1 ou 2 .
Sur tous les dessins, les mêmes nombres de référence servent à désigner les mêmes composants, ou les composants correspondants, des divers modes de réalisation de l'invention .
Le système de chauffage domestique de la Figure 1 comporte deux panneaux radiateurs plans 1 faits chacun d'une enceinte métallique plane hermétiquement close, montée verticalement et contenant un liquide absorbant la chaleur tel que l'eau .
Une canalisation de réfrigérant à haute pression 2 traverse, en série, :La partie inférieure des panneaux 1, avec joints étanches en ses points d'entrée et de sortie dans, et de, ces panneaux 1, les parties de la canalisation 2 situées dans les panneaux 1 étant en relation d'échange thermique avec le liquide contenu dans les panneaux . La canalisation à haute pression 2, qui peut être faite
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raccordée à la sortie haute-pression d'un compresseur 3 entraîné par un moteur électrique et placé dans un boîtier hermétiquement
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5 s'ouvrant dans l'intérieur du boîtier 4 . * Après avoir traversé les panneaux radiateurs 1, la canalisation à haute pression 2 mène à un dispositif restricteur 6 placé à l'extrémité d'entrée d'un panneau capteur de chaleur solaire 7, le coté basse-pression du dispositif restricteur 6 étant raccordé à un échangeur de chaleur (non représenté) situé dans le panneau 7 et agissant comme évaporateur . La sortie de l'évaporateur est raccordée à l'intérieur du boîtier 4 qui communique lui-même avec l'entrée 5 du compresseur 3 pour compléter le circuit réfrigérant fermé de la pompe thermique .
Le panneau capteur de chaleur 7 est placé sur le toit ou sur le mur d'un édifice dans une position permettant la réception de la radiation solaire . Les surfaces externes du-panneau 7 seront, en pratique, peintes en noir mat pour élever au maximum le coefficient d'absorption calorifique du panneau .
Pendant le fonctionnement du système de chauffage, le réfrigérant
(convenablement un réfrigérant de type R12 ou R22) circule dans le circuit fermé comprenant la canalisation 2 et le dispositif restricteur 6 . Ce dernier est réglé, et thermostatiquement commandé, de façon que la température de la vapeur réfrigérante pénétrant dans l'évaporateur du panneau capteur de chaleur 7 en pro-
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dire légèrement inférieure au point de congélation, et que le réfrigérant quitte le panneau 7 à une température inférieure d'en-
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donc maintenu à une température essentiellement inférieure à la température ambiante et pourra donc absorber la chaleur de l'environnement et celle de la radiation solaire frappant le panneau . Après avoir absorbé de la chaleur dans l'évaporateur, la vapeur réfrigérante, à une température égale ou légèrement inférieure à la température ambiante, est conduite à l'entrée du compresseur 3 dans lequel le réfrigérant est comprimé et qu'il quitte à une
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(telle que 782C) . Le gaz réfrigérant à haute température se condense en traversant les parties de la canalisation à haute pression 2 situées dans les panneaux radiateurs 1 en abandonnant de la chaleur au liquide qu'ils contiennent de sorte que le réfrigérant liquide pénétrant dans le dispositif restricteur 6 est à une température à peine supérieure à la température ambiante . Donc, en fait, la canalisation à haute pression 2 traversant les panneaux radiateurs 1 ou d'autres dispositifs absorbeurs de chaleur sert de condenseur dans le circuit réfrigérant .
On voit que le système est semblable aux systèmes existants de
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quide réfrigérant chaud, et non de l'eau chaude, qui circule dans la canalisation à haute pression 2 .
La température de travail du système peut être réglée par une soupape d'arrêt pour pressions élevées, disposée dans la canalisation à haute pression 2 et réglée de façon à se fermer lorsque la pression dans la canalisation 2 dépasse une limite (telle que 20 kg/cm<2>) correspondant à une température maximale de travail recherchée (telle que 78 à 829C) . Un thermostat pourra en outre être prévu pour déconnecter le moteur du compresseur au cas où la température dans le réservoir d'eau deviendrait excessive
La température du réfrigérant dans le panneau capteur de chaleur
7 peut être commandée par réglage du dispositif restricteur à commande thermostatique 6 dont la position se réglera automatiquement en fonction de la température ambiante autour du panneau 7 afin que le réfrigérant traversant l'évaporateur soit toujours à une température inférieure à la température ambiante . En pratique, la température du réfrigérant circulant dans l'évaporateur
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Le bottier hermétiquement clos 4 contenant le compresseur 3 re-
gazeux
çoit du réfrigérant/en provenance du panneau capteur 7 à une tem-
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trée de service 5 ouverte dans l'intérieur du boîtier 4 et il aspire le gaz réfrigérant que contient ce dernier . Comme le gaz est à une température inférieure à celle du compresseur, le groupe compresseur est refroidi et le gaz réfrigérant pénètre dans le compresseur dans un état surchauffé . De cette façon, la chaleur résiduelle du groupe compresseur est absorbée par le réfrigérant et utilisée dans le système .
La Figure 2 montre une variante du système selon l'invention dans laquelle les mêmes nombres de référence servent à indiquer les mêmes pièces ou des pièces correspondantes . Dans cette variante, le boîtier hermétiquement clos 4 contenant le compresseur 3 est placé dans le fond d'un réservoir de chauffage d'eau 8, un ser-pentin chauffant 9, raccordé à la sortie du compresseur 3, étant disposé dans la partie inférieure du réservoir 5 pour chauffer l'eau qui s'y trouve . Le liquide réfrigérant chaud, après avoir parcouru le serpentin 9, passe dans la canalisation 2-, laquelle comprend, dans cet exemple, disposés en série, un appareil de chauffage d'enceinte 10 et un serpentin prérefroidisseur 11 raccordé au coté haute-pression d'un dispositif restricteur comportant une soupape de détente 6 commandée par thermostat et dont
le cOté basse-pression est raccordé à un conduit d'évaporateur situé dans un panneau capteur de chaleur solaire 7 et-dont la sortie est raccordée à l'intérieur du bottier de compresseur 4, donc à l'entrée 5 du compresseur 3, de façon à compléter le circuit réfrigérant .
Le serpentin 11 est disposé dans un conduit d'entrée d'air 12 communiquant avec le toit ou le sous-comble d'un édifice, en un point aussi rapproché que possible du faîtage . Un rotor de soufflante 13 aspire l'air en ce point , comme l'indique la flèche A, pour le faire passer sur le serpentin 11 et sur la surface du conduit d'évaporateur situé dans le panneau 7 . Une vitre 14, formant la face supérieure du panneau 7, définit une enceinte close à travers laquelle l'air est conduit à force par le rotor 13 .
Pendant le fonctionnement du système de la Figure 2, le gaz réfrigérant froid traverse le conduit d'évaporateur intérieur au panneau capteur de chaleur 7 après avoir quitté la soupape de détente 6 . Le réfrigérant absorbe la chaleur, tant de la radiation solaire frappant le panneau 7 à travers la vitre 14 que de l'air chaud qui traverse le panneau 7 sous l'action du rotor 13 .
Après avoir quitté le compresseur 3, le gaz réfrigérant comprimé chaud traverse le serpentin 9 où il se condense et chauffe l'eau contenue dans le réservoir 8, puis parcourt la canalisation 2 pour communiquer de la chaleur à l'appareil de chauffage d'enceinte 10 . L'excédent éventuel de chaleur du liquide réfrigérant est extrait par l'air soufflé sur le serpentin prérefroidisseur-
11 . Tout réfrigérant non condensé l'est alors dans le serpentin
11 et, en fait, le serpentin 9, la canalisation 2 et le serpentin
11 peuvent être considérés comme formant ensemble le condenseur du circuit réfrigérant de la pompe thermique .
Les appareils de chauffage d'enceinte 10 des modes de réalisation des Figures 1 et 2 pourront être des panneaux radiants à convexion conçus pour le chauffage rapide d'un volume d'air . Un de ces panneaux est représenté schématiquement sur la Figure 9 . Un serpentin 15, faisant partie de la canalisation de réfrigérant chaud 2, est fixé à une face d'une plaque métallique avant 16 à l'arrière de laquelle se trouve une plaque réfléchissante 17 définissant, avec la plaque avant 16, un conduit vertical d'écoulement d'air . Le serpentin 15 du radiateur 10 pourra encore être noyé dans une
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un radiateur à accumulation .
L'eau contenue dans le réservoir 8 est rapidement chauffée par le serpentin 9 et fournit de la chaleur à des radiateurs classiques
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chaude indépendant du circuit réfrigérant .
C'est un fait bien connu que, lorsque la température de condensation augmente, il se produit une chute importante du coefficient
de rendement d'un système de réfrigération ou d'une pompe thermique . Il s'ensuit que la température de condensation devra être maintenue aussi basse que possible et la température d'évaporation aussi élevée que possible .
La Figure 3 montre un autre système conforme à l'invention dans lequel le bottier hermétiquement clos 4 contenant le compresseur 3 est placé au fond d'un réservoir de chauffage-d'eau 8 et dans le- <EMI ID=21.1>
t circuit d'une pompe thermique est raccordé à la sortie haute- pression du compresseur 3, le serpentin 9 entourant coaxialement le boîtier 4 du compresseur et étant placé dans la région inférieure du réservoir 8 pour chauffer l'eau qui s'y trouve . Le liquide réfrigérant chaud, après avoir traversé le serpentin 9, traverse un serpentin prérefroidisseur 11 monté, dans ce mode de réalisation, en dessous du panneau 7 et en relation d'échange thermique avec un serpentin évaporateur 19 représenté sohématiquement par un trait interrompu dans le panneau 7 .
Un rotor de soufflante 13 aspire l'air ambiant d'un sous-comble et le refoule dans un conduit d'entrée d'air 12 communiquant avec l'intérieur du panneau 7 . Une vitre 14 constitue la paroi supérieure translucide du panneau 7, définissant un espace clos que l'air ambiant traverse sous l'action du rotor 13
Lorsque le système selon la Figure 3 fonctionne, la vapeur réfrigérante froide traverse le serpentin évaporateur 19 dans le panneau capteur de chaleur solaire 7 en aval de la soupape de détente 6 . De cette façon, le réfrigérant absorbe la chaleur, tant de la radiation solaire frappant le panneau 7 à travers la vitre 14 que de l'air chaud passant sur le serpentin évaporateur 19 sous l'action du rotor 13 avant d'entrer dans le compresseur 3 . En quittant ce dernier, le gaz réfrigérant chaud chauffe l'eau contenue dans le réservoir 8 au moyen du serpentin 9 dans lequel il se condense . Tout excédent éventuel de chaleur du liquide réfrigérant est communiqué, par le serpentin prérefroidisseur 11 au serpentin évaporateur 19 pour réduire le risque de givrage de l'évaporateur du fait de sa basse température de travail .
Le refroidissement préalable du réfrigérant pendant sa traversée du serpentin 11 en amont de la soupape de détente 6 augmente en outre le poids spécifique du réfrigérant et accentue donc l'effet de refroidissement produit par la soupape de détente 6 .
Un chauffe-air électrique constitué par une résistance chauffante gainée de 2 kilowatts 20, représentée schématiquement, peut être incorporé au conduit d'entrée d'air 12 pour préchauffer l'air pénétrant dans le panneau capteur de chaleur solaire 7 en vue de dégivrer,le serpentin évaporateur 19 en cas de forte humidité atmosphérique . Le dégivrage automatique peut s'effectuer en connectant la résistance chauffante 20 à un oombinateur (non représenté) associé à une minuterie déconnectant le compresseur 3 et connectant la résistance chauffante 20 pendant de brèves périodes
(telles que de 10 à 15 minutes) en des moments choisis de la journée pour effectuer un dégivrage périodique . Le combinateur pourra être mis hors circuit au moyen d'un interrupteur principal pendant l'été ou dans des conditions sèches provenant d'une faible humidité .
L'eau contenue di.ns le réservoir 8 est chauffée rapidement par le serpentin 9 et par la chaleur perdue du compresseur 3 . L'eau
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siques à eau chaude 18 faisant partie d'un circuit d'eau chaude indépendant d'une alimentation d'eau chaude fournie par un cylindre d'accumulation d'eau chaud,- 21 .
Pendant le fonctionnement du système, la température normale du réfrigérant dans le serpentin prérefroidisseur 11 (non représenté
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pique en fonctionnement et l'air quittant le panneau capteur de chaleur 7 après l'avoir traversé serait un peu plus froid que la température ambiante du fait qu'il aura cédé sa chaleur au serpentin évaporateur 19
La commande thermostatique de la soupape de détente 6 est telle quelle degré d'ouverture de la soupape dépendra de la température ambiante, la commande thermostatique de la soupape provenant d'une ampoule perceptrice de température disposée dans le sous-comble .
Par jour chaud, la soupape 6 sera ouverte de façon à laisser passer plus de réfrigérant et à donner une température d'évaporateur assez élevée tandis que, par jour froid, cette soupape 6 tendra à se fermer pour donner une température d'évaporateur plus basse
de façon à permettre, dans chaque cas, un coefficient optimal de rendement .
Le. Figure 4 est une vue partielle d'un mode de réalisation pratique de panneau capteur de chaleur solaire destiné à un système selon l'invention tel que celui de la Figure 3 .
Le conduit d'entrée d'air 12 est monté dans le sous-comble d'un édifice et comporte deux entrées latérales pourvues chacune d'un rotor de soufflante axiale 22 aspirant l'air du sous-comble par les deux entrées latérales du conduit 12 et le refoulant dans une chambre d'accumulation centrale 23 par deux goulets d'entrée convergents 24 . Une soufflante centrifuge 25, disposée dans la chambre d'accumulation centrale 23, fait passer l'air par un conduit divergent 26 pour pénétrer dans le panneau 7 par le bord supérieur de ce dernier L'air soufflé descend le long du serpentin évaporateur 19 contenu dans le panneau et s'échappe à l'air libre par des évents (non représentés) situés à la partie inférieure du panneau . Le fonctionnement de ce système d'induction d'air s'est révélé relativement peu bruyant .
La Figure 5 représente schématiquement une autre forme de panneau capteur de chaleur solaire et de groupe d'induction d'air destiné à être utilisé dans un système selon l'invention tel que celui de la Figure 3 -
Un panneau rectangulaire creux, capteur de chaleur solaire, 7 est approprié à être monté, incliné sur l'horizontale, sur le toit d'un édifice . Le panne&u 7 est recouvert d'une vitre ou autre fenêtre translucide 14 et il renferme un échangeur de chaleur (non représenté) constituant l'évaporateur d'une pompe thermique dans lequel un réfrigérant liquide est mis en circulation continue au moyen d'un compresseur 3 enfermé dans un boîtier hermétiquement clos 4 . Le compresseur et l'évaporateur sont raccordés dans un circuit de pompe thermique pouvant être semblable à celui des Figures 2 ou 3
Dans ce mode de réalisation, le boîtier 4 du compresseur est monté dans un conduit vertical d'entrée d'air 12 communiquant, par un conduit de raccordement divergent 26, avec le bord supérieur du panneau creux capteur de chaleur solaire 7, le bord inférieur de ce conduit interne s'ouvrant à l'air libre . L'extrémité inférieure du conduit d'entrée d'air 12 communique avec la sortie d'un rotor de soufflante centrifuge 25 possédant deux entrées socialement opposées communiquant, par des goulots convergents respectifs
24 avec des rotors de soufflantes à écoulement axial respectifs 22 comme dans la disposition de la Figure 4 . Les rotors 22 et 25 sont entraînés par un moteur électrique unique ou par des moteurs électriques séparés .
Les rotors 22 et 25 refoulent l'air stagnant d'un sous-comble d'édifice dans le conduit d'entrée 12, faisant passer cet air sur le boîtier 4 du compresseur dont il absorbe la chaleur, puis le-conduisant, par le conduit 26, dans le conduit interne du panneau solaire 7 . En traversant ce dernier, l'air cède de la chaleur à l�évaporateur, lequel reçoit également de la chaleur directement de la radiation solaire frappant le panneau 7 .
Diverses dispositions peuvent être utilisées en.pratique pour activer le transfert de chaleur entre le boîtier 4 du compresseur et l'air contenu dans le conduit 12 . Par exemple, le boîtier du
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s'écoulera l'air en traversant le conduit 12 .
L'inclusion du boîtier 4 du compresseur dans le conduit d'entrée
12 assourdit dé façon efficace le bruit engendré par le groupe compresseur pendant le fonctionnement du système .
La Figure 6 montre une forme de construction d'un panneau capteur de chaleur solaire 7 utilisable dans un système tel que celui de la Figure 3 . Le panneau comporte des parois planes supérieure et inférieure 27 et 28 en métal conducteur, le panneau supérieur 27 ayant un fini noir mat . La vitre 14 (non représentée sur la Figure 6 pour plus de clarté) est supportée au dessus de la paroi supérieure 27 et parallèlement à elle de façon que, lorsque le système fonctionne, les radiations solaires tombent sur cette paroi supérieure 27 . Un échangeur de chaleur 29 est placé dans l'espace intermédiaire aux parois 27 et 28 et raccordé en série avec deux serpentins 30 et 31 raccordés en parallèle à un raccord d'entrée indiqué par la flèche I, l'échangeur de chaleur 29 étant raccordé à un raccord de sortie indiqué par la flèche 0 .
Les serpentins 30 et 31 sont disposés de façon à être en contact thermique avec les faces internes des parois 27 et 28, respectivement . L'échangeur de chaleur 29 comporte une pluralité d'ailettes parallèles 32 enjambant l'intervalle séparant les parois 27 et 28 et définissant entre elles des passages permettant à l'air de traverser le panneau depuis le conduit d'entrée 12, le bord d'entrée du panneau étant situé sur la gauche de la Figure 6 . En s'écoulant dans les passages définis par les ailettes 32 entre les parois 27 et 28, l'air cède sa chaleur au réfrigérant s'écoulant dans l'échangeur de chaleur de l'évaporateur 29 et dans les serpentins 30 et 31 .
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terne de la paroi inférieure 28 et est recouvert d'une couche 33 d'isolant thermique, le serpentin 11 et la couche 33 étant enfermés dans un couvercle inférieur 34 . Cette disposition assure que le serpentin prérefroidisseur 11 communiquera de la chaleur principalement au serpentin évaporateur 31 à travers la paroi 28 .
Les Figures 7 et 8 représentent deux dispositifs différents de chauffage d'eau utilisant des systèmes récupérateurs de chaleur selon l'invention, par exemple dans des systèmes de chauffage d'eau domestiques ou de chauffage central du genre représenté aux Figures 2 ou 3 La Figure 7 montre un réservoir ouvert 8 entouré d'une enveloppe thermiquement isolante 35 et alimenté en eau froide par un orifice d'entrée 36 muni d'un robinet à flotteur 37 maintenant un niveau d'eau constant dans le réservoir 8 . Un groupe compresseur comprenant un compresseur et son moteur d'entraînement est enfermé dans un boîtier cylindrique hermétiquement clos 4 reposant sur le fond du réservoir 8 . Le serpentin condenseur 9 entoure coaxialement le boîtier 4 à travers lequel il est raccordé à la sortie du compresseur .
Les connexions électriques avec le groupe compresseur, incluant l'alimentation en énergie de son moteur d'entraînement, sont amenées par un conduit 38
se raccordant par un joint étanche au boîtier 4 .
La Figure 8 représente une variante du système selon l'invention logée dans un sous-comble . Dans cette variante, le serpentin condenseur 9 est disposé, comme dans le cas de la Figure 7, dans un réservoir 8 béant à sa partie supérieure, dans lequel le plein d'eau est maintenu par l'action d'un robinet d'entrée à flotteur
37 . Mais dans cette variante, le boîtier clos 4 du compresseur est logé dans un réservoir séparé étanche en cuivre 39 rempli de liquide réfrigérant provenant directement du conduit d'évaporateur du panneau solaire 7 . Dans ce cas, le boîtier 4 du compresseur possède une soupape d'entrée ouverte 5' communiquant avec l'intérieur du réservoir de réfrigérant 39 qui l'entoure pour en recevoir le liquide réfrigérant .
Dans les systèmes ne pouvant pas utiliser de sous-comble, le système de circulation d'eau sera clos et le réservoir 8 remplacé par un cylindre en cuivre hermétiquement clos .
Les dispositions représentées aux Figures 7 et 8 pour le chauffage de l'eau peuvent fort bien remplacer les systèmes domestiques d'eau chaude et de chauffage central moyennant des modifications et des travaux de plomberie réduits .
Les systèmes décrits à propos des Figures 2 et 3 pourraient fonctionner, moyennant un réglage approprié de la soupape de détente
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sant le panneau capteur de chaleur 7 pour pouvoir servir à un conditionnement d'air et, dans ce cas, un conduit supplémentaire communiquerait avec le côté sortie d'air du panneau pour amener l'air refroidi à la canalisation d'un système de conditionnement d'air . De cette façon, le refroidissement de l'air par le système de la pompe thermique aurait pour résultat inévitable la production d'une quantité considérable d'eau chaude par échange thermique avec les serpentins condenseurs 9 et 11 : si cette eau chaude
se révélait être en excédent sur les besoins, elle pourrait être utilisée comme source de chaleur d'un circuit de réfrigération par absorption, donc servir à engendrer d'autres quantités d'air froid aux fins de conditionnement d'air . L'eau chaude produite par un tel système jumelé pourrait servir, par exemple, à chauffer une piscine
REVENDICATIONS
1. Système récupérateur de chaleur comprenant une pompe thermique comportant un circuit réfrigérant fermé comprenant un.dispositif restricteur, un compresseur et un condenseur en amont dudit dispositif restricteur, et un évaporateur en aval dudit dispositif restricteur, l'évaporateur étant installé dans un, ou faisant partie d'un, collecteur de chaleur ambiante ou résiduelle, caraotérisé en ce qu'un conduit d'entrée d'air communique avec l'intérieur du collecteur pour diriger l'air à travers le collecteur et par dessus l'évaporateur pendant le fonctionnement du système,
le compresseur ou une partie au moins du condenseur ou d'un prérefroidisseur de réfrigérant étant en position d'échange thermique direct avec le collecteur ou avec le conduit d'entrée d'air en vue de prérefroidir le réfrigérant en amont du dispositif restricteur pendar: le fonctionnement du système .