CH649370A5

CH649370A5 - Pompe a chaleur.

Info

Publication number: CH649370A5
Application number: CH1789/82A
Authority: CH
Inventors: Mats Inge Karlsson
Original assignee: Pertinex Ab
Priority date: 1980-07-25
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1985-05-15
Also published as: FR2487488B1; FR2487488A1; FI71835B; NO151869C; SE8005384L; DK132882A; AU7411181A; DE3152231A1; GB2102552B; NO820978L; SE424772B; FI71835C; WO1982000511A1; CA1167653A; YU180981A; GB2102552A; FI820972L; NO151869B; BE889732A; JPS57501141A

Description

La présente invention a pour objet une pompe à chaleur comprenant un compresseur pour mettre en circulation un fluide réfrigérant, un évaporateur pour l'évaporation du fluide réfrigérant liquide par échange thermique avec un fluide externe, et un condenseur pour la condensation du fluide réfrigérant évaporé, l'évaporateur comprenant un premier tube en contact avec le fluide externe du côté extérieur de ce tube, lequel est connecté, à l'une de ses extrémités, au côté aspiration du compresseur, et est fermé à son autre extrémité, et un second tube relié au condenseur, ce second tube s'étendant pratiquement coaxialement à l'intérieur du premier tube, à partir de la première extrémité de celui-ci, et s'ouvrant à une certaine distance de l'autre extrémité, fermée, du premier tube de manière à former l'organe d'étranglement de l'évaporateur.

Une telle pompe est décrite dans le brevet GB N° 1093579. Toutefois, cette pompe présente l'inconvénient que le fluide externe peut geler, ce qui peut endommager le premier tube. Pour remédier à cet inconvénient, le premier tube est entouré d'une enveloppe externe tubulaire, allongée, recevant le fluide externe et constituée par un tube en élastomère synthétique flexible, cette enveloppe formant une partie d'un conduit assurant la circulation à travers lui du fluide-externe.

Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple:

la fig. 1 est un schéma d'une pompe à chaleur suivant l'invention,

et la fig. 2 est une vue en perspective et en transparence de l'évaporateur et d'un tube formant l'enveloppe externe de l'évaporateur et assurant le passage du fluide externe.

La pompe à chaleur représentée sur la flg. 1 comprend un compresseur 10 qui pompe un agent réfrigérant, tel que celui connu sous le nom de Fréon, vers un condenseur 11 puis, à partir de ce dernier, vers un évaporateur 12 qui est représenté d'une manière plus détaillée sur la fig. 2. L'évaporateur est disposé à l'intérieur d'une enveloppe externe constituée par un tube 13, qui est fermé à une extrémité 14, et qui est connecté à une pompe de circulation 15 à son autre extrémité. Un certain nombre de tubes 16, de section droite inférieure à celle du tube 13, sont connectés à l'une de leurs extrémités à ce tube 13. Ils s'étendent parallèlement les uns aux autres à partir du tube 13, dans la direction transversale par rapport à ce dernier, puis forment une boucle 17 de 180° pour revenir, toujours parallèlement les uns aux autres, en direction du tube 13, de manière à pouvoir être reliés, à leurs autres extrémités, à un autre tube 18 identique au tube 13. Ce tube 18 est fermé à l'une de ses extrémités 19 et il est relié, à son autre extrémité, à la pompe de circulation 15. Cette pompe fait circuler un fluide externe, tel que de l'eau, à travers les tubes 13,16 et 18, comme indiqué par les flèches sur le dessin. On peut voir ainsi que les tubes 13 et 18 forment des collecteurs pour les tubes 16 de plus petit diamètre. Les tubes 13, 16 et 18 sont réalisés en un élastomère synthétique flexible, à longue durée de vie.

Ils peuvent être constitués de tubes en PVC noir du type utilisé pour les réseaux de distribution d'eau potable, ou bien encore de tubes en un monomère éthylènepropylènediène (EPDM). Il est essentiel que le matériau constituant les tubes soit insensible à la corrosion, à la lumière ultraviolette et aux actions chimiques, et qu'il élimine les problèmes liés au gel.

Sur la fig. 1, les tubes 16 sont disposés en un groupe comprenant six tubes et un nombre quelconque désiré de tels groupes de tubes peut être relié aux tubes 13 et 18, un groupe additionnel étant représenté partiellement en 16'.

Les tubes 13, 16 et 18 forment un échangeur de chaleur pour fournir de la chaleur à l'évaporateur 12; cet échangeur de chaleur peut être disposé dans le sol de telle façon que le fluide circulant à travers cet échangeur absorbe la chaleur du sol, ou bien encore il peut être suspendu sur des supports logés, par exemple, sur le toit d'un garage ou d'un parking de véhicules, ou bien encore sur une paroi ou une barrière, de telle façon que le fluide circulant à travers eux puisse absorber la chaleur de l'air.

Dans une forme d'exécution préférée de l'échangeur de chaleur décrit, les tubes 16 de chaque groupe consistent en un tapis absorbant qui est vendu sous le nom Solaroll et qui est fabriqué par la société Bio-Energy Systems, Inc., Ellenville, New York, U.S.A. Ces tubes peuvent être disposés avec la configuration à extrémités situées d'un même côté, ainsi qu'il est représenté sur la fig. 1, mais on peut concevoir toute autre configuration bien connue dans la technique, par exemple celle du type papillon ou encore celle du type grille. Un écoulement équilibré, tel que celui représenté sur la fig. 1, dans lequel le fluide en circulation a la même direction d'écoulement dans les tubes 13 et 18, est préférable à l'écoulement déséquilibré avec des directions d'écoulement opposées dans ces tubes.

Le fluide externe, qui a absorbé la chaleur pendant le passage à travers l'échangeur de chaleur décrit ci-dessus, passe le long de l'évaporateur 12 en réalisant un échange de chaleur avec ce dernier, cela afin de fournir la chaleur nécessaire pour l'évaporation du réfrigérant liquide fourni à l'évaporateur. Le fluide externe a habituellement une température de 6 à 8°C, mais la température peut s'abaisser jusqu'à 2°C. Au lieu d'être chauffé dans l'échangeur de chaleur décrit précédemment, le fluide externe qui passe à travers le tube 13 en échangeant de la chaleur avec l'évaporateur 12 peut être chauffé dans un collecteur solaire, ou il peut être fourni par un réseau de chauffage à distance. Ce fluide peut être également constitué par de l'eau souterraine pompée à partir du sol et réinjectée dans le sol après avoir passé le long de l'évaporateur et assuré l'échange thermique avec ce dernier.

Si on se réfère plus particulièrement à la fig. 2 du dessin, on voit que l'évaporateur 12 comprend un premier tube 20 qui présente des parois frontales 21 et 22 et qui est ainsi complètement fermé par rapport à l'intérieur du tube 13 dans lequel est logé l'évaporateur. Un second tube 23 passe à travers la paroi frontale 21 et s'étend à l'intérieur du premier tube 20, pratiquement coaxialement avec ce dernier. L'extrémité interne du second tube 23 s'ouvre à une certaine distance de l'autre paroi frontale 22. Un conduit 24 relie le tube 20, à son extrémité fermée par la paroi frontale 21, au compresseur 10, du côté aspiration de ce dernier, le côté refoulement étant connecté à l'entrée du condenseur 11, par un conduit 25, tandis qu'un autre conduit 26 relie le tube 23 à la sortie du condenseur. Ce condenseur est disposé de manière à assurer un échange thermique avec un second fluide externe, tel que de l'eau, qui sert de fluide caloporteur

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pour distribuer la chaleur récupérée dans le condenseur, par exemple en direction de radiateurs d'une installation de chauffage central d'une construction.

Le réfrigérant liquide est introduit dans le tube 23, en amont du fluide externe passant à travers le tube 13 et, à partir de l'extrémité 5 ouverte de ce tube 23, le réfrigérant liquide s'évapore pendant l'absorption de chaleur à partir du fluide externe. Il passe ensuite à travers le tube 20, dans une direction d'écoulement opposée à celle du réfrigérant liquide dans le tube 23, et du fluide externe dans le tube 13, en direction du conduit 24 pour être aspiré de nouveau par io le compresseur 10 et comprimé par ce dernier. Le tube 23 forme ainsi l'organe d'étranglement de l'évaporateur 12. Le réfrigérant liquide fourni à travers le tube 23 est refroidi, pendant son écoulement en direction de l'extrémité ouverte du tube 23, par le réfrigérant environnant se trouvant dans le tube 20 et, à l'endroit de l'extrémité ouverte du tube 23, ce réfrigérant s'évapore et pénètre dans le tube 20. Grâce à ce refroidissement préalable du réfrigérant liquide fourni, on obtient le fait décrit précédemment, à savoir que le débit du réfrigérant est adapté à la quantité de chaleur fournie par le fluide externe dans le tube 13.

Dans une forme d'exécution typique de la pompe à chaleur suivant l'invention, le tube 13 a un diamètre interne d'environ 40 mm. Le premier tube 20 de l'évaporateur 12 a un diamètre interne d'environ 19 mm, tandis que le second tube 23 a un diamètre interne allant de 4,7 à 4,8 mm. Le réfrigérant est fourni au tube 23 à partir du conduit 26 à une température de 40 à 50° C, par exemple, et il est refroidi dans le tube 23 jusqu'à une température de vaporisation de 10 à 20° C.

R

2 feuilles dessins

Claims

649370 2 REVENDICATIONS

1. Pompe à chaleur comprenant un compresseur (10) pour mettre en circulation un fluide réfrigérant, un évaporateur (12) pour l'évaporation du fluide réfrigérant liquide par échange thermique avec un fluide externe, et un condenseur (11) pour la condensation du fluide réfrigérant évaporé, l'évaporateur (12) comprenant un premier tube (20) en contact avec le fluide externe du côté extérieur de ce tube, lequel est connecté, à l'une de ses extrémités (21), au côté aspiration du compresseur (10) et est fermé à son autre extrémité

(22), et un second tube (23) relié au condenseur (11), ce second tube

(23) s'étendant pratiquement coaxialement à l'intérieur du premier tube (20), à partir de la première extrémité (21) de celui-ci, et s'ou-vrant à une certaine distance de l'autre extrémité, fermée (22) du premier tube (20) de manière à former l'organe d'étranglement de l'évaporateur (12), caractérisé en ce que le premier tube (20) est entouré d'une enveloppe externe tubulaire, allongée (13) recevant le fluide externe et constituée par un tube en élastomère synthétique flexible, cette enveloppe externe (13) formant une partie d'un conduit assurant la circulation à travers lui du fluide externe.

2. Pompe à chaleur selon la revendication 1, caractérisée en ce que le conduit (13) forme un collecteur pour des tubes (16, 16') d'un échangeur de chaleur.