FR2475195A1 - Hot water storage of heat pump output - mounts condenser of heat pump in lower part of hot water storage tank along with auxiliary electric element - Google Patents

Abstract

Water is heated by direct contact with the condenser (17) of a heat pump (7). The heat pump condenser is mounted in the lower part of the hot water storage tank (1), along with an electric heating element (18) which is used when the heat pump is either not operating or is not operating at a sufficient level. The heat pump (7) is enclosed in a separate housing (6) which contains the compressor (10), the evaporator (11), ventilator (8), and the electric control and switching circuits (20). A flange (5) in the lower wall of the insulated (2) hot water tank supports both the condenser (17) and auxiliary electric element (18) inside the water tank and also the heat pump enclosure (6) on the outside.

Description

L'invention se rapporte à une installation de production d'eau chaude, en particulier à un réservoir vertical d'eau chaude comportant à l'avant et à la partie inférieure de la cuve un flasque pour tuyauterie de chauffage, l'eau étant chauffée en contact thermique direct au moyen du condenseur d'une pompe de chaleur qui est balayé par un caloporteur et les canalisations aboutissant au condenseur passant à travers le flasque pour la tuyauterie de chauffage. The invention relates to a hot water production installation, in particular to a vertical hot water tank comprising at the front and at the lower part of the tank a flange for heating pipes, the water being heated in direct thermal contact by means of the condenser of a heat pump which is swept by a coolant and the pipes leading to the condenser passing through the flange for the heating pipes.

Dans un appareil connu de production d'eau chaude de ce type, le compresseur est logé à l'intérieur d'un dôme à isolation thermique, ce dôme étant fixé au corps isolé de l'appareil de production d'eau chaude. La chaleur de compression est utilisée par l'intermédiaire du flasque pour le chauffage de l'eau. L'évaporateur est installé sur le mur extérieur à l'extérieur d'un bâtiment et des canalisations le relient au compresseur. In a known apparatus for producing hot water of this type, the compressor is housed inside a thermally insulated dome, this dome being fixed to the insulated body of the apparatus for producing hot water. The heat of compression is used via the flange for heating the water. The evaporator is installed on the exterior wall outside of a building and pipes connect it to the compressor.

Ce système a l'inconvénient que, lorsque l'eau sanitaire a été chaufféeet que les intervalles d'utilisation sont longs, la chaleur de compression ne peut plus être cédée efficacement. Il existe un risque accru de surchauffe et de panne du compresseur. L'installation de l'appareil est coûteuse et son montage dans le bâtiment peut dans certains cas être compliqué, car l'évaporateur est monté à l'extérieur du mur extérieur du bâtiment et il faut poser des canalisations. Les réparations exigent des travaux coûteux et fastidieux de montage, car l'évaporateur est monté séparément des autres composants de la pompe de chaleur. I1 n'est pas possible d'échanger sans problème le groupe complet de la pompe de chaleur. This system has the disadvantage that when the domestic water has been heated and the intervals of use are long, the heat of compression can no longer be transferred efficiently. There is an increased risk of overheating and compressor failure. The installation of the device is expensive and its installation in the building can in some cases be complicated, because the evaporator is mounted outside the exterior wall of the building and it is necessary to lay pipes. Repairs require expensive and tedious assembly work, because the evaporator is mounted separately from the other components of the heat pump. It is not possible to exchange the entire group of the heat pump without problem.

Par ailleurs, dans un autre réservoir vertical d'eau chaude, une enveloppe extérieure entoure complètement la cuve isolée à une distance dont les cotes correspondent à celles d'une armoire de cuisine. La distance séparant l'enveloppe de la cuve est calculée de manière qu'il soit possible de loger dans l'espace intermédiaire tous les composants affectés à la pompe de chaleur. Dans ce cas également, de la même manière que dans l'installation de production d'eau cbaude mentionnée plus haut, la chaleur de compression est transmise à l'eau par l'intermédiaire d'un flasque pour tuyauterie, ce qui risque de provoquer des complications comme mentionné dans des conditions extremes. Il est souvent nécessaire d'évacuer de manière prédéterminée à l'environnement la chaleur de compression par un courant d'air forcé. Furthermore, in another vertical hot water tank, an external envelope completely surrounds the insulated tank at a distance whose dimensions correspond to those of a kitchen cabinet. The distance from the shell to the tank is calculated so that it is possible to house all the components assigned to the heat pump in the intermediate space. Also in this case, in the same way as in the above mentioned production water production system, the heat of compression is transmitted to the water via a pipe flange, which may cause complications as mentioned in extreme conditions. It is often necessary to dissipate the heat of compression in a predetermined manner by a forced air stream.

En cas de panne, il faut tout d'abord démonter complètement l'enveloppe extérieure pour pouvoir atteindre les différents composants de la pompe de chaleur. Par ailleurs, en cas de défaillance d'un organe, il faut démonter les tuyaux aboutissant à l'évaporateur et au compresseur avant de pouvoir procéder à l'échange sur place. In the event of a breakdown, you must first completely disassemble the outer casing to be able to reach the various components of the heat pump. In addition, in the event of an organ failure, the pipes leading to the evaporator and the compressor must be dismantled before replacement can be carried out on site.

Dans ce cas également, il n'est pas possible de procéder dans un bref délai à un échange du groupe de la pompe de chaleur et de tous les éléments nécessaires de ma nière extrêmement simple pour le service à la clientèle. In this case also, it is not possible to exchange the heat pump unit and all the necessary elements in an extremely simple way for customer service within a short time.

L'invention a donc pour objet un appareil de production d'eau chaude, en particulier un réservoir vertical d'eau chaude fonctionnant au moyen d'une pompe de chaleur et d'un corps de chauffe tubulaire auxiliaire, appareil qui est simple, qui a un faible encombrement et dont la fabrication est extrêmement bon marché. Par ailleurs, l'appareil de l'in vention est réalisé de manière que, lorsqdil faut aussurer le service de la clientèle, il soit possible de changer rapidement et sans problème la pompe de chaleur complète ainsi que le corps de chauffe tubulaire auxiliaire.Selon une particularité essentielle de l'invention, tous les composants nécessaires à la marche de la pompe de chaleur, tels que le compresseur, l'évaporateur, le ventilateur, le condenseur et les dispositifs électriques de commutation et de régulation ainsi qu'un corps de chauffe électrique tubulaire auxiliaire sont disposés dans et sur une enveloppe séparée, fermée par une cloison extérieure, sous la forme d'un groupe préfabriqué et préinstallé.  The invention therefore relates to an apparatus for producing hot water, in particular a vertical hot water tank operating by means of a heat pump and an auxiliary tubular heating body, an apparatus which is simple and which has a small footprint and is extremely inexpensive to manufacture. Furthermore, the apparatus of the invention is designed in such a way that, when customer service is also required, it is possible to quickly and without problem change the complete heat pump as well as the auxiliary tubular heating element. an essential feature of the invention, all the components necessary for the operation of the heat pump, such as the compressor, the evaporator, the fan, the condenser and the electrical switching and regulation devices as well as a body of Auxiliary tubular electric heaters are arranged in and on a separate enclosure, closed by an external partition, in the form of a prefabricated and preinstalled group.

L'invention a par ailleurs-pour objet un appareil du type mentionné dans lequel une disposition judicieuse des'différents composants de la pompe de chaleur garantit un fonctionnement dont le rendement ou la puissance soit optimal et qui élimine pratiquement les perturbations ou défaillances de service. Ce but est atteint conformément à l'invention par une disposition dans laquelle les composants nécessaires à la marche de la pompe de chaleur sont pratiquement superposés verticalement à l'intérieur de ladite enveloppe. The invention further relates to an apparatus of the type mentioned in which a judicious arrangement of the various components of the heat pump guarantees an operation whose efficiency or power is optimal and which virtually eliminates disturbances or service failures. This object is achieved in accordance with the invention by an arrangement in which the components necessary for the operation of the heat pump are practically superimposed vertically inside said envelope.

Un avantage essentiel de cet appareil de production d'eau chaude réside dans le fait qu'il est possible de fabriquer à l'usine aussi bien la pompe de chaleur, y compris tous ses composants, que la cuve isolée d'eau chaude y compris les raccords du circuit d'eau, les pieds ainsi que l'anode de protection sous forme de groupes séparés qui sont initialement indépendants. An essential advantage of this device for producing hot water is that it is possible to manufacture at the factory both the heat pump, including all of its components, and the insulated hot water tank including the water circuit fittings, the feet and the protection anode in the form of separate groups which are initially independent.

Il est possible d'intégrer la pompe de chaleur par simple boulonnage sur la bride de l'appareil de production d'eau chaude par son flasque pour tuyauterie de chauffage en un ensemble forme de la pompe de chaleur et d'un réservoir de faible encombrement sans qu'il soit nécessaire de poser aucune canalisation aboutissant à l'évaporateur, pose incombant à l'utilisateur ou effectuée à l'intérieur d'une enveloppe entourant l'appareil de production d'eau chaude. It is possible to integrate the heat pump by simple bolting on the flange of the hot water production device by its flange for heating piping in a form of the heat pump and a small tank. without the need to install any pipe leading to the evaporator, installation incumbent on the user or carried out inside an envelope surrounding the hot water production device.

Donc, lorsqu'il faut effectuer une réparation, il est possible de procéder sans aucun problème à un échange, par exemple par une pompe de chaleur de remplacement, la réparation de la pompe de chaleur devant être remise en état pouvant être effectuée en atelier. Therefore, when a repair has to be carried out, it is possible to carry out an exchange without any problem, for example by a replacement heat pump, the repair of the heat pump having to be repaired being able to be carried out in the workshop.

Un autre avantage réside dans le fait que des appareils de production d'eau chaude se trouvant déjà en service peuvent être équipés sans problème,après leur installation,de cette pompe de chaleur qui a un faible encombrement et qui est totalement fonctionnelle. La superposition des composants de la pompe de chaleur à l'intérieur de l'enveloppe de manière que le ventilateur se trouve au-dessus du compresseur et que l'évaporateur se trouve audes sous de ce dernier permet avantageusement le refroidissement optimal du compresseur et le balayage de l'évaporateur se trouvant sous ce dernier par le courant d'air réchauffé par la chaleur de compression.Il apparaît à ltevidence que cette disposition, à savoir le refroidissement forcé du compresseur et le réchauffement forcé de l'évaporateur suret un rendement optimal de la pompe de chaleur. Another advantage lies in the fact that apparatuses for producing hot water which are already in service can be fitted without problem, after their installation, with this heat pump which has a small footprint and which is fully functional. The superimposition of the heat pump components inside the casing so that the fan is above the compressor and the evaporator is below the latter advantageously allows optimal cooling of the compressor and the sweeping of the evaporator located under the latter by the air stream heated by the compression heat. It is evident that this arrangement, namely the forced cooling of the compressor and the forced heating of the evaporator, is at optimum efficiency. of the heat pump.

La disposition du ventilateur à la partie supérieure de l'enveloppe apporte par ailleurs l'avantage qu'il aspire de l'air chauffé à travers la grille d'entrée placée au sommet de l'enveloppe, cet échauffement étant dû à la gradation de la température à l'intérieur de l'espace délimité par l'enveloppe. The arrangement of the fan at the top of the envelope also provides the advantage that it draws heated air through the inlet grille placed at the top of the envelope, this heating being due to the gradation of the temperature inside the space delimited by the envelope.

L'invention va être décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple non limitatif et sur lequel la figure unique est un schéma de l'appareil de l'invention. The invention will be described in more detail with reference to the attached drawing by way of nonlimiting example and in which the single figure is a diagram of the apparatus of the invention.

Le réservoir vertical 1 d'eau chaude monté sur pieds et comportant une isolation non représentée est équipé d'une tubulure 3 d'arrivée d'eau et d'une tubulure 4 de prélevement d'eau sanitaire. Une bride 5 sur laquelle est monté de manière étanche au moyen d'organes connus le flasque 6' pour tuyauterie de chauffage d'une enveloppe 6 de la pompe de chaleur 7 est disposée à la partie inférieure de la cuve 2. Un ventilateur 8 est monté dans la partie su périeure de l'enveloppe 6 de la pompe de chaleur 7 immédiatement sous une grille 9d'entré d'air qui délimite le sommet de cette enveloppe 6. Le ventilateur 8 produit un courant d'air qui est dirigé sur le compresseur 10 se trouvant directement au-dessous. Cet air-réchauffé par le compresseur 10 balaie un évaporateur Il situé plus bas et couvrant la totalité de la longueur et de la largeur de l'enveloppe 6. The vertical hot water tank 1 mounted on feet and comprising an insulation, not shown, is fitted with a water inlet pipe 3 and a domestic water withdrawal pipe 4. A flange 5 on which is mounted in a leaktight manner by means of known members the flange 6 'for heating pipes of a casing 6 of the heat pump 7 is disposed at the lower part of the tank 2. A fan 8 is mounted in the upper part of the envelope 6 of the heat pump 7 immediately under an air intake grid 9 which delimits the top of this envelope 6. The fan 8 produces a current of air which is directed towards the compressor 10 located directly below. This air-heated by the compressor 10 sweeps an evaporator II located lower and covering the entire length and width of the envelope 6.

Une grille 12 de sortie d'air est montée dans la partie inférieure vertical de ltenveloppe 6. Une tôle 13 collectrice de l'eau de condensation est disposée obliquement sous l'évaporateur 11, son bord inférieur se trouvant audessus du goulotte collectrice 14 équipée d'une tubulure d'évacuation 15. Cette goulotte 14 pourrait être remplacée par un récipient amovible, collecteur de l'eau de condensation. An air outlet grille 12 is mounted in the vertical lower part of the envelope 6. A sheet 13 collecting the condensed water is disposed obliquely under the evaporator 11, its lower edge being above the collecting chute 14 equipped with 'an evacuation pipe 15. This chute 14 could be replaced by a removable container, collector of condensed water.

L'enveloppe 6 de la pompe de chaleur 7 comporte du côté de l'appareil 1 de production d'eau chaude un flasque 6' pour tuyauterie de chauffage qui fait partie de l'enveloppe 6 et qui est traversé de manière étanche par les canalisations 16 aboutissant au condenseur 17. Par ailleurs, le flasque 6' est traversé par un corps de chauffe tubulaire auxiliaire 18 et par un capteur ou autre élément détecteur 19 fonctionnellement nécessaire. Les canalisations d'arrivée 16 sont raccordées (de manière non représentée) au compresseur 10 et à l'évaporateur 11. Les éléments électriques 20 de commutation et d'affichage sont installés sur le côté extérieur de l'enveloppe. La pompe de chaleur 7 est donc structurée de manière que tous les organes nécessaires à son fonctionnement soient initialement montés ou installés sur ou dans l'enveloppe 6. The casing 6 of the heat pump 7 comprises, on the side of the apparatus 1 for producing hot water, a flange 6 'for heating pipes which is part of the casing 6 and which is crossed in leaktight manner by the pipes 16 leading to the condenser 17. Furthermore, the flange 6 ′ is traversed by an auxiliary tubular heating body 18 and by a sensor or other detector element 19 that is functionally necessary. The inlet pipes 16 are connected (not shown) to the compressor 10 and to the evaporator 11. The electrical switching and display elements 20 are installed on the outside of the enclosure. The heat pump 7 is therefore structured so that all the members necessary for its operation are initially mounted or installed on or in the casing 6.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Appareil de production d'eau chaude, en particulier réservoir vertical d'eau chaude comportant un flasque pour tuyauterie de chauffage disposé à l'avant et à la partie inférieure de la cuve, l'eau étant chauffée en contact thermique direct par un condenseur d'une pompe de chaleur qui est balayé par un caloporteur et les canalisations qui abou- tissent au condenseur traversant ledit flasque, appareil caractérisé en ce que tous les composants nécessaires au fonctionnement de la pompe de chaleur (7), par exemple le compresseur (10), l'évaporateur (11), le ventilateur (8), le condenseur (17) et les dispositifs électriques de commutation et de régulation (20) ainsi qu'un corps de chauffe électrique tubulaire auxiliaire (18) sont disposés dans ou sur une enveloppe séparée (6), fermée par des cloisons extérieures, sous la forme d'un groupe préfabriqué et pre- installé. 1. Apparatus for producing hot water, in particular a vertical hot water tank comprising a flange for heating pipes arranged at the front and at the bottom of the tank, the water being heated in direct thermal contact by a condenser of a heat pump which is swept by a coolant and the pipes which lead to the condenser passing through said flange, apparatus characterized in that all the components necessary for the operation of the heat pump (7), for example the compressor (10), the evaporator (11), the fan (8), the condenser (17) and the electrical switching and regulation devices (20) as well as an auxiliary tubular electric heater (18) are arranged in or on a separate envelope (6), closed by external partitions, in the form of a prefabricated group and pre-installed. 2. Appareil de production d'eau chaude selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe (6) logeant les composants de la pompe de chaleur (7) est fixée exclusivement sur la bride (5) de l'appareil de production d'eau chaude après introduction du condenseur (17? et du corps de chauffe tubulaire auxiliaire (18) dans la cuve (2).2. Apparatus for producing hot water according to claim 1, characterized in that the casing (6) housing the components of the heat pump (7) is fixed exclusively on the flange (5) of the production apparatus hot water after introduction of the condenser (17? and the auxiliary tubular heating body (18) in the tank (2). 3. Appareil de production d'eau chaude selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les composants nécessaires au fonctionnement de la pompe de chaleur (7) sont sensiblement superposés verticalement à l'intérieur de l'enveloppe (6).3. Apparatus for producing hot water according to one of claims 1 and 2, characterized in that the components necessary for the operation of the heat pump (7) are substantially superimposed vertically inside the envelope (6 ). 4. Appareil de production d'eau chaude selon la revendication 3, caractérisé en ce que le compresseur (10) est disposé de préférence sous le ventilateur (8) et audessus de l'évaporateur (ll) -à l'intérieur de l'enveloppe (6) et le ventilateur (8) est disposé de préférence audessous d'une grille d'entrée d'air (9) qui forme le sommet de l'enveloppe.4. Apparatus for producing hot water according to claim 3, characterized in that the compressor (10) is preferably arranged under the fan (8) and above the evaporator (ll) -inside the envelope (6) and the fan (8) is preferably arranged below an air intake grille (9) which forms the top of the envelope. 5. Appareil de production d'eau chaude selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'une grille de sortie d'air (12) est montée au-dessous de l'évaporateur (11), dans la partie inférieure de la cloison verticale antérieure de l'enveloppe et une tôle (13) collectrice de l'eau de condensation est disposée obliquement sous l'évaporateur (11), cette tôle débouchant au-dessus d'une goulotte collectrice de l'eau de condensation (14) ou d'un récipient amovible collecteur de l'eau de condensation. 5. Apparatus for producing hot water according to one of claims 3 and 4, characterized in that an air outlet grid (12) is mounted below the evaporator (11), in the part lower of the front vertical partition of the casing and a sheet (13) collecting the condensed water is disposed obliquely under the evaporator (11), this sheet opening out above a collecting chute of the condensate (14) or a removable container for collecting condensed water.