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FR2590006A1 - HEAT PUMP - Google Patents

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Abstract

Air conditioning-heating plant using a heat pump with at least two elements, wherein there is provided a ventilated exchanger (2) installed in a room to be treated, a sanitary hot water condenser (52) operating in a natural convection mode, and an outer supplementary exchanger (a) operating also by natural convection.

Description

l'invention a pour objet une installation de produetion d'eau chaude sanitaire et de climatisation simultanée d'un local par pompe à chaleur. the invention relates to an installation for producing sanitary hot water and simultaneous air conditioning of a room by heat pump.

On a déjà proposé des instaZZations de production d'eau chaude sanitaire par pompe a chaleur, et également des installations de climatisation.We have already proposed installations for producing domestic hot water by heat pump, and also air conditioning systems.

L'invention a pour objet une installation à 2 ou 3 éléments, le premier assurant Ze rafraichissement d'un local, Ze second assurant la production d'eau chaude sanitaire et son stockage, Ze troisième assurant le rejet à l'extérieur de la chaZeur éventuellement excédentaire. The subject of the invention is an installation with 2 or 3 elements, the first ensuring Ze cooling of a room, Ze second ensuring the production of domestic hot water and its storage, Ze third ensuring the rejection outside the heat possibly surplus.

On connait et on utiZise depuis longtemps dans Ze domaine de la climatisation des éléments évaporateurs installés à l'intérieur d'un local et en assurant Ze rafraichissement. Ces éléments.sont couplés en général à un ensemble compresseur condenseur ventilé, installé à l'extérieur. We have known and used for a long time in the field of air conditioning evaporator elements installed inside a room and ensuring Ze cooling. These elements are generally coupled to a ventilated condenser compressor assembly, installed outside.

L'invention est caractérisée par Ze couplage de tels éléments évaporateurs avec un ensemble compresseur condenseur à eau sanitaire installé sur un ballon d'eau chaude. The invention is characterized by the coupling of such evaporator elements with a condenser assembly for domestic water installed on a hot water tank.

EZZe vise en particulier un ensemble monobloc compresseur condenseur à eau sanitaire permettant un démontage facile de l'ensemble pour Ze détartrage du condenseur à eau sans décharger Ze fluide frigorigène de l'installation.  EZZe aims in particular at a monobloc compressor assembly for domestic water condenser allowing an easy disassembly of the assembly for Ze descaling of the water condenser without discharging Ze refrigerant from the installation.

L'instaZZation selon Z'invention est en outre caractérisée par Ze fait qu'elle peut comprendre un second condenseur annexe placé à l'extérieur, dont Ze rôle est d'évacuer la chaleur excédentaire provenant de Z'instaZZation frigorifique. The installation according to the invention is further characterized by the fact that it can comprise a second annex condenser placed outside, whose role is to remove the excess heat coming from the refrigerating installation.

Dans ce but Ze condenseur annexe est constitué d'une plaque à tubulure interne de circulation de fluide frigorigène du type "rollbond" placé verticalement en façade extérieure à une distance de quelques centimetres de la paroi, afin de permettre la convection naturelle autorisant un meilleur écoulement de Z'air extérieur. For this purpose, the annex condenser is made up of a plate with internal tubing for circulating refrigerant of the "rollbond" type placed vertically on the external facade at a distance of a few centimeters from the wall, in order to allow natural convection allowing better flow. of outside air.

L'invention vise égaZement un mode d'exécution suivant ZequeZ Zes râles du condenseur annexe extérieur et de l'évaporateur intérieur sont inversés, permettant Ze chauffage du local tout en assurant la production d'eau chaude sanitaire, l'échangeur extérieur jouant alors Ze rôle d'évaporateur. The invention is also aimed at an embodiment according to ZequeZ. The rails of the external annex condenser and of the internal evaporator are reversed, allowing Ze heating of the premises while ensuring the production of domestic hot water, the external exchanger then playing Ze role of evaporator.

l'invention vise également une forme de réalisation dans laquelle l'unité intérieure installée dans Ze ZocaZ assure le chauffage de ceZui-ci par pompe à chaleur, le panneau extérieur étant utilisé comme évaporateur. the invention also relates to an embodiment in which the indoor unit installed in Ze ZocaZ ensures the heating of the latter by heat pump, the external panel being used as an evaporator.

L'invention prévoit de réaliser les circuZations de fluide entre l'élément évaporateur, à l'intérieur du local, la partie compresseur condenseur ballon, dans un autre ZocaZ, et Ze condenseur annexe, à l'extérieur du ZocaZ, par des canalisations auto obturables, ce qui facilite grandement 1a pose des composants de l'installation.  The invention provides for carrying out the fluid circuZations between the evaporator element, inside the room, the balloon condenser compressor part, in another ZocaZ, and the annex condenser, outside the ZocaZ, by auto pipes. closable, which greatly facilitates the installation of the installation components.

Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue schématique, partie en perspective, partie en coupe, d'une pièce équipée d'une installation selon l'invention.
In the description which follows, given by way of example, reference is made to the appended drawings in which
- Figure 1 is a schematic view, partly in perspective, partly in section, of a part equipped with an installation according to the invention.

- la figure 2 est une vue schématique d'une installation selon l'invention avec coupe partielle, pour une forure de réaZisation. *
- la figure 3 est une vue de face d'une plaque de circulation de fluide.
- Figure 2 is a schematic view of an installation according to the invention with partial section, for a réaZisation bore. *
- Figure 3 is a front view of a fluid circulation plate.

- la figure 4 est un schéma d'une installation propre à fonctionner pour le chauffage et Ze refroidissement. - Figure 4 is a diagram of an installation capable of operating for heating and cooling.

Pour rafraichir la pièce P (figure 1) d'un local, on pose une installation I selon l'invention qui comprend (adossé a la face intérieure Fi d'un mur M) la partie E évaporateur d'une installation de pompe à chaleur sans la partie compresseur pour éviter les nuisances acoustiques, celui-ci étant avantageusement placé dans un groupe thermodynamique G, installé sur un ballon B, ceux-ci étant installés dans un local technique T, tandis que Ze condenseur annexe CA est installé à l'extérieur contre la face Fe du mur extérieur M. To refresh room P (FIG. 1) of a room, an installation I is installed according to the invention which comprises (against the interior face Fi of a wall M) the evaporator part E of a heat pump installation without the compressor part to avoid noise pollution, this being advantageously placed in a thermodynamic group G, installed on a balloon B, these being installed in a technical room T, while the annex condenser CA is installed on the exterior against the Fe face of the exterior wall M.

Les tuyauteries 21, 22 et 23 relient Zes trois éléments entre eux. The pipes 21, 22 and 23 connect Zes three elements together.

Le compresseur 51 refouZe dans Ze condenseur eau sanitaire 52 par Z'intermédiaire d'une tuyauterie 24 cédant ainsi sa chaleur (figure 2). Le condenseur 52 est fixé sur la bride 54. The compressor 51 returns to the sanitary water condenser 52 by means of a pipe 24, thus yielding its heat (FIG. 2). The condenser 52 is fixed on the flange 54.

Après une première condensation, le gaz passe par les raccords automatiques 36 puis 37 et par la tuyauterie 22 pour rejoindre 1a partie supérieure du conden- seur CA, là par Zes raccords automatiques 38 puis 39 iZ pénètre dans le condenseur par la tuyauterie 27 pour terminer de se condenser. Le liquide formé passe par tuyauterie 26 puis par Zes raccords 40 et 41 puis par la tuyauterie 23 pour sediriger vers l'évaporateur E. Le Ziquide passe ensuite par les raccords 42 et 43 puis par la tuyauterie 28 pour se diriger vers la bouteille de liquide déshydrateur 44.La Zigne liquide 29 dirige le fluide vers Zes organes de détente (détendeur thermostatique 45 et capillaire 46) placés en parallèle. Le Ziquide détendu s'évapore dans Z'évaporateur 47 refroidissant ainsi Ze ZocaZ. L'air est soufflé sur l'échangeur 47 par un ventiZateur 48 iZ arrive tout d'abord sur un filtre 49 puis est envoyé dans Ze ZocaZ par la grille 50. Après vaporisation Ze fluide frigorigène sera aspiré par Ze compresseur 51 en transitant par la tuyauterie 31, les raccords 32 puis 33, la canalisation de Ziaison préchargée 21 puis Zes raccords 34 et 35 et enfin la canalisation 59. Un nouveau cycZe sera ensuite formé.  After a first condensation, the gas passes through the automatic connections 36 then 37 and through the pipe 22 to reach the upper part of the condenser CA, there by the automatic connections 38 then 39 iZ enters the condenser through the pipe 27 to finish to condense. The liquid formed passes through piping 26 then through Zes fittings 40 and 41 then through piping 23 to pass towards the evaporator E. The Ziquide then passes through fittings 42 and 43 then through piping 28 to go towards the liquid bottle dehydrator 44. The liquid Zigne 29 directs the fluid to the expansion members (thermostatic expansion valve 45 and capillary valve 46) placed in parallel. The expanded Ziquide evaporates in Z evaporator 47 thus cooling Ze ZocaZ. The air is blown on the exchanger 47 by a ventilator 48 iZ arrives first on a filter 49 then is sent into Ze ZocaZ by the grid 50. After vaporization Ze refrigerant will be sucked by Ze compressor 51 by passing through the piping 31, fittings 32 then 33, the preloaded Ziaison pipe 21 then Zes fittings 34 and 35 and finally the pipe 59. A new cycZe will then be formed.

L'eau froide EF pénètre en partie basse du ballon B, ceZZe-ci est réchauffée par convection naturelle par Ze condenseur 52, Z'eau chaude EC est distribuée à l'utilisation et puisée en partie haute du ballon B pour profiter de la strati fication. Le ballon est calorifugé par une couche isolante 58. The cold water EF enters the bottom part of the tank B, this is heated by natural convection by a condenser 52, the hot water EC is distributed during use and drawn from the top of the tank B to take advantage of the stratification. fication. The balloon is insulated by an insulating layer 58.

Le démontage du groupe thermodynamique G est tres simple car l'ensemble est fixé sur une chaise 53 qui comporte une bride 54 permettant Ze montage et aémontage facile par des bouZons ou des goujons sur Ze ballon B qui peut dans ce cas être un ballon cZassique. Le capot de protection 55 est également fixé sur la chaise 53. The disassembly of the thermodynamic group G is very simple because the assembly is fixed on a chair 53 which has a flange 54 allowing Ze easy assembly and disassembly by bolts or studs on Ze ball B which can in this case be a cZassique ball. The protective cover 55 is also fixed to the chair 53.

On se repère maintenant a la figure 3 qui représente l'échangeur extérieur CA vu de face. Cet échangeur peut être utilisé en condenseur annexe, Ze gaz haute pression arrive dans la tuyauterie 27 pour pénétrer dans un collecteur 60 permettant la répartition homogène dans Zes divers canaux 61. Un regroupement en 2 de chaque canal s'effectue en 62 pour former un ensemble de nouveaux canaux 63. Les restrictions 64 permettent de mieux répartir la formation du Ziquide dans les canaux 64. Le collecteur 65 permet de regrouper l'ensemble vers la tuyauterie 26.We now refer to Figure 3 which shows the external heat exchanger CA seen from the front. This exchanger can be used as an additional condenser, Ze high pressure gas arrives in the pipe 27 to enter a manifold 60 allowing the homogeneous distribution in Zes various channels 61. A grouping in 2 of each channel takes place at 62 to form a set new channels 63. The restrictions 64 make it possible to better distribute the formation of the Ziquide in the channels 64. The collector 65 makes it possible to group the assembly towards the piping 26.

Dans une autre forme d'utilisation Z'échangeur CA est utiZisé en évaporateur. In another form of use, the CA exchanger is used as an evaporator.

Le liquide basse pression pénètre dans la tuyauterie 26 menant au collecteur 65 qui distribue vers Zes restricteurs 64 permettant une bonne alimentation des canaux 63. Ceux-ci se dédoublent en 62, le Ziquide se vaporise au fur et à mesure de son passage dans l'échangeur et c'est du gaz qui se trouve en fin de circuit conduit par Zes tuyauteries 61 vers Ze collecteur d'aspiration 60.The low pressure liquid enters the piping 26 leading to the manifold 65 which distributes towards restrictors Zes 64 allowing good supply of the channels 63. These split in 62, the Ziquide vaporizes as it passes through the exchanger and it is gas which is at the end of the circuit led by the pipes 61 to the suction manifold 60.

On se refère maintenant à la figure 4 qui représente un dispositif a'inversion de cycZe permettant Z'utiZisation en production d'eau chaude, en chauffage et rafraichissement du local. Le système comporte aZors une vanne d'inversion de cycle 71 comportant un tiroir 72 à deux positions D'une étant transcrite en trait plein sur la figure, L'autre en pointillé. En trait plein c'est le cycle chauffage qui est représenté. Le gaz issu du compresseur 70 chauffe Ze condenseur 73 puis aussi Ze condenseur 85. L'organe de détente 87 permet d'admettre Ze liquide à basse pression dans l'échangeur 94 utiZisé en évaporateur et réalisé ae façon analogue à la figure 3.Ces tuyauteries 93 et 95 ae la figure 4 représentant respectivement les tuyauteries 26 et 27 de la figure 3. We now refer to FIG. 4 which represents a device for reversing cycZe allowing Z'utiZisation in hot water production, in heating and cooling of the room. The system comprises aZors a cycle reversing valve 71 comprising a drawer 72 with two positions of one being transcribed in solid lines in the figure, the other in dotted lines. In solid lines, the heating cycle is shown. The gas coming from the compressor 70 heats Ze condenser 73 then also Ze condenser 85. The expansion member 87 allows Ze liquid to be admitted at low pressure into the exchanger 94 used in an evaporator and produced in a manner analogous to FIG. 3. piping 93 and 95 in FIG. 4 respectively representing piping 26 and 27 in FIG. 3.

Le gaz formé est envoyé vers la vanne 71 pour être aspiré par Ze compresseur.The gas formed is sent to the valve 71 to be sucked by the compressor.

En pointille en cycle rafraichissement, la vanne 71 dirige le gaz issu de l'échangeur 73 vers l'échangeur extérieur 94 jouant le rôZe de condenseur.In dots in the cooling cycle, the valve 71 directs the gas coming from the exchanger 73 to the external exchanger 94 playing the role of the condenser.

Le liquide formé se dirige ensuite vers l'évaporateur 85 iZ est auparanvant détendu dans Ze détendeur 67. The liquid formed then goes to the evaporator 85 iZ is previously expanded in the expansion valve 67.

Dans une autre forme de réalisation le ballon B est supprimé tout comme le condenseur qu'il contient. Les tuyauteries 75 et 76 (ou 24 et 25) n'en font qu'une dans ce cas, et iZ est possible d'installer l'ensemble groupe thermodynamique dans l'unité E installée dans le local.  In another embodiment, the balloon B is deleted as is the condenser it contains. The pipes 75 and 76 (or 24 and 25) are one in this case, and iZ is possible to install the thermodynamic group assembly in the unit E installed in the room.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1.- Installation de chauffage climatisation à l'aide d'une pompe à chaleur à au moins 2 éléments dans laquelle il est utilisé un échangeur ventilé installé dans un local a traiter, un condenseur à eau chaude sanitaire fonctionnant en convection naturelle, et ou un échangeur annexe extérieur fonctionnant également par convection naturelle. 1.- Air conditioning heating installation using a heat pump with at least 2 elements in which a ventilated exchanger installed in a room to be treated is used, a domestic hot water condenser operating in natural convection, and or an external annex exchanger also operating by natural convection. 2.- Installation seZon la revendication l caractérises en ce que Ze groupe thermodynamique est installé en totalité sur une chaise support permettant un démontage NaciZe uniquement par l'intermédiaire d'une bride. 2.- Installation according to claim 1, characterized in that the thermodynamic group is installed entirely on a support chair allowing a NaciZe disassembly only by means of a flange. 3.- Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'échangeur annexe extérieur est instaZZé verticalement sur un mur extérieur. 3.- Installation according to claim 1 characterized in that the external annex exchanger is instaZZé vertically on an external wall. 4.- Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que la détente est assurée à la fois par un détendeur thermostatique et un capillaire installé en parallèle.  4.- Installation according to claim 1 characterized in that the expansion is provided both by a thermostatic expansion valve and a capillary installed in parallel. 5.- Installation seZon la revendication 1 caractérisée par Z'appZication, en tant que paroi constitutive de l'échangeur annexe d'une plaque du type "Rollbond" à tubulure intégrée de circulation du fluide frigorigène. 5.- Installation according to claim 1 characterized by Z'appZication, as the constituent wall of the exchanger annex to a plate of the "Rollbond" type with integrated tubing for circulation of the refrigerant. 6.- Installation de climatisation seZon la revendication 1 caractérisée en ce que Ze condenseur à eau sanitaire est le seuZ condenseur de l'installation.  6. Air conditioning installation according to claim 1, characterized in that the domestic water condenser is the only condenser of the installation. 7.- InstaZZation selon la revendication 1 caractérisée en ce que Ze condenseur extérieur à convection naturelle est Ze seul condenseur et que Ze groupe thermodynamique est placé dans l'unité comportant l'échangeur situé dans Ze ZocaZ. 7. InstaZZation according to claim 1 characterized in that Ze external condenser with natural convection is Ze single condenser and that Ze thermodynamic group is placed in the unit comprising the exchanger located in Ze ZocaZ. 8.- InstaZZation seZon l'une des revendications 1 à 7 caractérisée en ce qu'eZZe comprend des moyens pour Z'inversion du rôle du condenseur et de l'évaporateur pour commander son fonctionnement tant pour le chauffage que pour la climatisation. 8.- InstaZZation seZon one of claims 1 to 7 characterized in that eZZe comprises means for Z'inverting the role of the condenser and the evaporator to control its operation both for heating and for air conditioning. 9.- Installation selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que chacun des éléments sont reZiés entre eux par des tubulures de type à raccords auto obturables.  9.- Installation according to one of the preceding claims characterized in that each of the elements are reZiés together by tubing of the type with self-sealing connections.
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