FR2532729A1 - Heat pump with a cellular structure, and process for the manufacture thereof. - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une pompe à chaleur à structure cellulaire. The present invention relates to a cell structure heat pump.
Une pompe à chaleur comprend de manière classique un évaporateur dans lequel un fluide d'échange intermédiaire se vaporise en enlevant une certaine quantité de chaleur à une source froide, un compresseur qui comprime les vapeurs formées dans l'évaporateur, un condenseur dans lequel le fluide d'échange intermédia ire se condense en cédant une certaine quantité de chaleur à un circuit d'utilisation et un détendeur qui abaisse la pression du fluide d'échange intermédiaire avant son entrée dans l'évaporateur. A heat pump conventionally comprises an evaporator in which an intermediate exchange fluid vaporizes by removing a certain amount of heat from a cold source, a compressor which compresses the vapors formed in the evaporator, a condenser in which the fluid of intermediate exchange ire condenses by yielding a certain amount of heat to a use circuit and a pressure reducer which lowers the pressure of the intermediate exchange fluid before it enters the evaporator.
En plus des échangeurs de chaleur que sont l'évaporateur et le condenseur et qui sont des éléments "statiques", une pompe à chaleur comprend de manière classique d'autres éléments statiques, à savoir des réservoirs de fluide d'échange intermédiaire (l'un servant de réservoir d'accumulation à la sortie du condenseur et l'autre servant de réservoir d'aspiration à l'entrée du compresseur) ,un filtre du fluide d'échange intermédiaire,ainsi que les conduites de liaison de ces différents éléments. In addition to the heat exchangers which are the evaporator and the condenser and which are "static" elements, a heat pump conventionally comprises other static elements, namely intermediate exchange fluid reservoirs (the one serving as an accumulation tank at the outlet of the condenser and the other serving as a suction tank at the inlet of the compressor), a filter of the intermediate exchange fluid, as well as the connecting pipes of these various elements.
Il existe plusieurs types de pompe à chaleur suivant la nature de la source froide et suivant la nature du fluide du circuit d'utilisation. There are several types of heat pump according to the nature of the cold source and according to the nature of the fluid in the operating circuit.
La présente invention concerne plus spécialement les pompes à chaleur utilisant de l'eau ou de -l'air comme source froide et de l'eau comme fluide du circuit d'utilisation et notamment celles utilisant des échangeurs de chaleur avec l'eau de type hélicoldal à tubes coaxiaux. The present invention relates more specifically to heat pumps using water or air as a cold source and water as the fluid of the use circuit and in particular those using heat exchangers with water of the type helical coaxial tube.
La presente invention vise à fournir un perfectionnement à ces pompes à chaleur. The present invention aims to provide an improvement to these heat pumps.
A cet effet, la présente invention a pour objet une pompe à chaleur du type eau/eau ou du type air/eau comprenant au moins un échangeur de chaleur avec l'eau, notamment de type hélicoldal, et au moins un réservoir de fluide d'échange intermédiaire, caractérisée en ce que le ou les échangeurs de chaleur avec l'eau et le ou les réservoirs de fluide d'échange intermédiaire, ainsi que les conduites de liaison, sont bloqués les uns par rapport aux autres par une mousse semi-rigide qui les entoure et assure -en meme temps l'isolation phonique et thermique de l'ensemble, tout en constituant le socle de la pompe à chaleur. To this end, the subject of the present invention is a heat pump of the water / water type or of the air / water type comprising at least one heat exchanger with water, in particular of the helical type, and at least one fluid reservoir d intermediate exchange, characterized in that the heat exchanger (s) with water and the intermediate exchange fluid reservoir (s), as well as the connecting pipes, are blocked with respect to each other by a semi-foam rigid which surrounds them and - at the same time ensures sound and thermal insulation of the assembly, while constituting the base of the heat pump.
D'autres éléments statiques, tels qu'un filtre, peuvent en outre être bloqués par la mousse. Other static elements, such as a filter, can also be blocked by the foam.
La pompe à chaleur selon l'invention peut être fabriquée par injection autour du ou des échangeurs de chaleur avec l'eau, du ou des réservoirs de fluide d'échange intermédiaire et des conduites de liaison, d'une composition capable de former une mousse semirigide bloquant ces éléments les uns par rapport aux autres tout en assurant l'isolation phonique et thermique de l'ensemble. The heat pump according to the invention can be manufactured by injection around the heat exchanger (s) with water, the intermediate exchange fluid reservoir (s) and the connecting pipes, of a composition capable of forming a foam. semi-rigid blocking these elements with respect to each other while ensuring sound and thermal insulation of the assembly.
Les différents éléments bloqués par la mousse peuvent être disposés au sein d'une enceinte que la mousse remplit. Dans ce cas, la fabrication est simplifiée puisqu'il suffit de positionner dans l'enceinte les différents éléments et d'injecter dans l'enceinte la composition formant la mousse. Mais, on peut également utiliser un moule au sein duquel on injecte la composition formant la mousse. L'ensemble à structure cellulaire peut alors être utilisé tel quel ou être recouvert d'un habillage, par exemple une tôle laquée. The various elements blocked by the foam can be arranged within an enclosure that the foam fills. In this case, the manufacturing is simplified since it suffices to position the various elements in the enclosure and to inject the composition forming the foam into the enclosure. However, it is also possible to use a mold into which the foam-forming composition is injected. The cell structure assembly can then be used as it is or be covered with a covering, for example a lacquered sheet.
La mousse semi-rigide utilisée est avantageusement une mousse de polyuréthanne à cellules ouvertes. The semi-rigid foam used is advantageously an open cell polyurethane foam.
Ces mousses ont généralement une résistance à la traction de 1,5 à 2,3.105 Pa, un allongement à la rupture de 70 à 95 % et une masse spécifique apparente de 30 à 90 kg/m3. These foams generally have a tensile strength of 1.5 to 2.3 × 10 5 Pa, an elongation at break of 70 to 95% and an apparent specific mass of 30 to 90 kg / m 3.
Elles sont obtenues de manière classique par réaction de polyols (du type polyester ou polyéther) et de polyisocyanates tels que le 4,4'-diisocyanate de diphényl-méthane en présence d'eau servant d'agent de gonflement et généralement de catalyseurs tels que des amines tertiaires, des dérivés d'étain ou leurs mélanges. They are obtained in a conventional manner by reaction of polyols (of the polyester or polyether type) and of polyisocyanates such as 4,4'-diisocyanate of diphenyl-methane in the presence of water serving as swelling agent and generally of catalysts such as tertiary amines, tin derivatives or mixtures thereof.
A titre d'exemple, on peut utiliser une mousse obtenue par mélange de 100 parties en poids d'une composition commercialisée sous le nom de Flexrob SR05 de la Sté ROBBE-HYBENetcomprenant 95 % en poids de polyols, 2 % en poids d'eau, 1 % d'amine tertiaire, 1 % de silicone (servantIde régulateur de la formation des cellules de la mousse) et 1 8 d'un stabilisant de mousse avec 40 parties en poids de 4,4'-diisocyanate de diphényl-méthane. La mousse obtenue est semi-rigide ét possède une masse. spécifique apparente de 55 kg/m3. For example, one can use a foam obtained by mixing 100 parts by weight of a composition sold under the name of Flexrob SR05 from the ROBBE-HYBEN company comprising 95% by weight of polyols, 2% by weight of water. , 1% tertiary amine, 1% silicone (serving as a regulator of foam cell formation) and 1 8 of a foam stabilizer with 40 parts by weight of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. The foam obtained is semi-rigid and has a mass. apparent specific of 55 kg / m3.
L'invention est exposée ci-après plus en détail d l'aide de dessins représentant seulemént des modes d'exécution. The invention is set out below in more detail with the aid of drawings representing only embodiments.
Sur ces dessins
la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'une pompe à chaleur de type eau/eau selon la présente invent ion;
la Fig. 2 est une vue schématique en coupe d'une variante de pompe à chaleur de type eau/eau;
la Fig. 3 est une vue schématique en coupe d'une pompe à chaleur de type air/eau.On these drawings
Fig. 1 is a schematic sectional view of a water / water type heat pump according to the present invention;
Fig. 2 is a schematic sectional view of a variant of a water / water type heat pump;
Fig. 3 is a schematic sectional view of an air / water type heat pump.
Dans un but de simplification, sur ces dessins seuls les éléments principaux ont été représentés. Les différentes conduites de liaison n0ont pas été représentées. For the sake of simplification, in these drawings only the main elements have been shown. The various connecting pipes have not been shown.
La pompe à chaleur de type eau/eau représentée sur la Fig. 1 comprend une enceinte cylindrique 1 constituant la base de la pompe. Cette enceinte comprend latéralement une paroi 2 tronconique dont le diamètre va en diminuant vers le haut et en son centre, un puits tronconique 3 de meme axe que l'enceinte 1 dont le diamètre va en diminuant vers le bas et qui part de la partie supérieure 4 horizontale de l'enceinte t. The water / water type heat pump shown in FIG. 1 comprises a cylindrical enclosure 1 constituting the base of the pump. This enclosure laterally comprises a frustoconical wall 2 whose diameter is decreasing upwards and in its center, a frustoconical well 3 of the same axis as enclosure 1 whose diameter is decreasing downwards and which starts from the upper part 4 horizontal of the enclosure t.
Dans la partie inférieure de l'enceinte 1 est disposé un évaporateur à eau 5 de type hélicoïdal de même axe que l'axe de l'enceinte 1. In the lower part of the enclosure 1 is arranged a water evaporator 5 of helical type with the same axis as the axis of the enclosure 1.
Au centre de l'évaporateur 5 est disposé un réservoir 6 d'accumulation de fluide d'échange intermédiaire (fluide frigorigène) et entre ce réservoir et l'évaporateur 5 un réservoir d'aspiration 7 et un filtre 8. At the center of the evaporator 5 is disposed a reservoir 6 for the accumulation of intermediate exchange fluid (refrigerant) and between this reservoir and the evaporator 5 a suction reservoir 7 and a filter 8.
Dans la partie supérieure de l'enceinte 1 est disposé un condenseur à eau 9 de type hélicoïdal également de meme axe que l'axe de l'enceinte 1. In the upper part of the enclosure 1 is arranged a water condenser 9 of helical type also of the same axis as the axis of the enclosure 1.
Ces deux échangeurs de type hélicoïdal 5 et 9, les réservoirs 6 et 7, le filtre 8 et les conduites de liaison non représentées sont noyés dans l'enceinte 1 à l'aide d'une mousse de polyuréthanne semi-rigide du type indiqué précédemment qui y est injectée peu après le mélange du polyol et du polyisocyanate. These two helical exchangers 5 and 9, the tanks 6 and 7, the filter 8 and the connecting pipes, not shown, are embedded in the enclosure 1 using a semi-rigid polyurethane foam of the type indicated above. which is injected there shortly after mixing the polyol and the polyisocyanate.
Sur la partie supérieure 4 de l'enceinte est fixé un compresseur 10. Ce compresseur repose sur la partie supérieure 4 par des pattes de fixation 1 1 entourant les bords du puits 3. On the upper part 4 of the enclosure is fixed a compressor 10. This compressor rests on the upper part 4 by fixing lugs 1 1 surrounding the edges of the well 3.
Un capot 12 recouvert intérieurement d'une couche de mousse isolante vient coiffer la partie supérieure 4 de l'enceinte 1 en entourant le compresseur 9. A cover 12 internally covered with a layer of insulating foam covers the upper part 4 of the enclosure 1, surrounding the compressor 9.
Une ventilation naturelle du compresseur 9 est assurée grâce, d'une part à une série de décrochements vers l'extérieur tels que 13 présentés par le capot 12 à sa partie inférieure permettant à l'air d'entrer sous le capot 12 et, d'autre part, par une ouverture 14 ménagée à la partie supé rieure du capot 12 permettant la sortie de l'air. Cette ouverture 14 est protégée par une grille 15.Natural ventilation of the compressor 9 is ensured thanks, on the one hand, to a series of outward recesses such as 13 presented by the cover 12 at its lower part allowing the air to enter under the cover 12 and, d 'other hand, by an opening 14 formed in the upper part of the cover 12 allowing the air outlet. This opening 14 is protected by a grid 15.
Par ailleurs, au fond du puits 3 se raccorde une conduite 16 pour l'évacuation des condensats formés sur la surface froide du compresseur 10. Furthermore, at the bottom of the well 3 is connected a pipe 16 for the evacuation of the condensates formed on the cold surface of the compressor 10.
Des organes de commande frigorifiques et électriques sont disposés respectivement dans des boîtiers 17 et 18 fixés le long de la paroi latérale de l'en- ceinte 1. Refrigeration and electrical control members are arranged respectively in boxes 17 and 18 fixed along the side wall of enclosure 1.
Dans cette pompe à chaleur la mousse de polyuréthanne semi-rigide assure à la fois le blocage des échangeurs Set 9, des réservoirs 6 et 7 et du filtre 8, ainsi que l'isolation thermique et phonique Se l'ensemDleK tout en constituant le socle de la pompe à chaleur. In this heat pump the semi-rigid polyurethane foam ensures both the blocking of the heat exchangers Set 9, the tanks 6 and 7 and the filter 8, as well as the thermal and sound insulation Se ensemDleK while constituting the base of the heat pump.
Lapompe à chaleur représentée sur la Fig. 2 comprend une enceinte cylindrique 21. Cette enceinte comprend une partie inferieure 22 et une partie supérieure 23 comportant des parois tronconiques respectivement 24 et 25. Les troncs de cône formés par les parois 24 et 25 vont en se rétrécissant vers le haut et se raccordent l'un à luautre par un épaulement annulaire 26. The heat pump shown in Fig. 2 comprises a cylindrical enclosure 21. This enclosure comprises a lower part 22 and an upper part 23 comprising frustoconical walls 24 and 25 respectively. The truncated cones formed by the walls 24 and 25 are narrowed upwards and join the one to the other by an annular shoulder 26.
La partie supérieure 23 de l'enceinte 21 comprend en son centre un puits 27 tronconique de même axe que l'enceinte 21, dont le diamètre va en diminuant vers le bas et qui part de la partie supérieure 28 horizontale de Enceinte 21. The upper part 23 of the enclosure 21 comprises in its center a frustoconical well 27 of the same axis as the enclosure 21, the diameter of which decreases downwards and which starts from the horizontal upper part 28 of the enclosure 21.
Ce puits 27 débouche à sa partie inférieure dans un espace 29 en forme de cloche ménagé dans la partie inférieure 22 de l'enceinte 21 et délimité par une paroi 30 qui se raccorde par un épaulement annulaire 31 à la partie inférieure 32 de l'enceinte 21 sur laquelle repose la pompe à chaleur. This well 27 opens at its lower part into a bell-shaped space 29 formed in the lower part 22 of the enclosure 21 and delimited by a wall 30 which is connected by an annular shoulder 31 to the lower part 32 of the enclosure 21 on which the heat pump rests.
Dans la partie inférieure -22 de l'enceinte 21 est disposé un évaporateur à eau 33 de type hélicoïdal de même axe que l'axe de l'enceinte 21. Sous l'évaporateur 33 sont disposés un réservoir 34 d'accumulation de fluide d'échange intermédiaire, un réservoir 35 d'aspiration de fluide d'échange intermé diaire et un filtre 36. In the lower part -22 of the enclosure 21 is arranged a water evaporator 33 of helical type with the same axis as the axis of the enclosure 21. Under the evaporator 33 are arranged a reservoir 34 for accumulation of fluid d 'intermediate exchange, an intermediate exchange fluid suction tank 35 and a filter 36.
Dans la partie supérieure 23 de l'enceinte 21 est disposé un condenseur 35 à eau de type hélicoïdal de même axe que l'axe de l'enceinte 21. In the upper part 23 of the enclosure 21 is arranged a water condenser 35 of helical type with the same axis as the axis of the enclosure 21.
Ces deux échangeurs de type hélicoïdal, les réservoirs 34 et 35 et le filtre 36 sont noyés dans l'enceinte 21 à l'aide d'une mousse de polyuréthanne semi-rigide
Dans l'espace 29 est disposé un compresseur 38 reposant sur une plaque 39 par des pattes de fixation 40. La plaque 39 est suspendue à l'enceinte 21 dans la zone de l'épaulement 31 par des Silentblocs 41.These two exchangers of the helical type, the tanks 34 and 35 and the filter 36 are embedded in the enclosure 21 using a semi-rigid polyurethane foam.
In the space 29 is arranged a compressor 38 resting on a plate 39 by fixing lugs 40. The plate 39 is suspended from the enclosure 21 in the zone of the shoulder 31 by Silentblocks 41.
Une ventilation naturelle du compresseur 38 est assurée par un conduit 42 d'amenée d'air traversant horizontalement l'enceinte 21 à sa partie inférieure. Natural ventilation of the compressor 38 is provided by an air supply duct 42 passing horizontally through the enclosure 21 at its lower part.
L'air est évacué par le puits 27 qui est recouvert d'une grille 43.The air is evacuated through the well 27 which is covered with a grid 43.
Comme pour la pompe à chaleur de la Fig. 1, les organes de commande frigorifiques et électriques sont disposés respectivement dans des boîtiers 44 et 45 fixés le long de la paroi latérale de l'enceinte 21. As with the heat pump in Fig. 1, the refrigeration and electrical control members are arranged respectively in boxes 44 and 45 fixed along the side wall of the enclosure 21.
Dans ce mode de réalisation, la mousse de polyuréthanne semi-rigide assure à la fois le blocage des éléments statiques et leur isolation thermique et phonique,-tout en constituant le socle de la pompe à chaleur. In this embodiment, the semi-rigid polyurethane foam ensures both the blocking of the static elements and their thermal and sound insulation, while constituting the base of the heat pump.
En outre, la cloche de mousse contenue dans l'enceinte 21 contribue à l'isolation phonique du compresseur 36. In addition, the foam bell contained in the enclosure 21 contributes to the sound insulation of the compressor 36.
La pompe à chaleur de type ar/eau représentée sur la Fig. 3 comprend un soubassement cylindrique 51 constitué par une plaque moulée 52 présentant une zone annulaire 53 reposant sur le sol et une zone 54 entourant la zone 53 en retrait du sol et supportant un condenseur 55 de type hélicoïdal. Cette plaque 52 se poursuit vers la périphérie par une zone plus élevée horizontale 56 supportant un capot 57 gui comprend en son centre une partie en saillie 58 recouvrant le condenseur 55. La plaque 52 comprend également en son centre une zone en saillie 59 en retrait par rapport au niveau du sol et qui supporte un réservoir 60 d'accumulation de fluide dséchange intermédiaire disposé au centre du condenseur 55. The ar / water type heat pump shown in FIG. 3 comprises a cylindrical base 51 constituted by a molded plate 52 having an annular zone 53 resting on the ground and a zone 54 surrounding the zone 53 set back from the ground and supporting a condenser 55 of helical type. This plate 52 continues towards the periphery by a higher horizontal zone 56 supporting a cover 57 which includes in its center a projecting part 58 covering the condenser 55. The plate 52 also includes in its center a projecting zone 59 recessed by relative to the ground level and which supports a reservoir 60 for accumulation of intermediate exchange fluid disposed in the center of the condenser 55.
Le condenseur 55 et le réservoir 60, ainsi qu'un réservoir d'aspiration 61 et un filtre 62 sont maintenus en place dans l'enceinte formée par la plaque 52 et le capot 57 par une mousse de polyuréthanne semirigide. The condenser 55 and the tank 60, as well as a suction tank 61 and a filter 62 are held in place in the enclosure formed by the plate 52 and the cover 57 by a semi-rigid polyurethane foam.
La partie en saillie 58 du capot 57 supporte à sa partie supérieure horizontale un compresseur 63. The projecting part 58 of the cover 57 supports at its horizontal upper part a compressor 63.
Un capot 64 recouvert intérieurement de mousse coiffe le compresseur 63. Ce capot présente des entrées d'air inférieures 65 et une ouverture supérieure 66 pour la sortie de l'air. A cover 64 internally covered with foam covers the compressor 63. This cover has lower air inlets 65 and an upper opening 66 for the air outlet.
La pompe à chaleur comprend par ailleurs des batteries de.tubes d'évaporation 67 cylindriques. The heat pump also includes batteries of 67 cylindrical evaporation tubes.
Un ventilateur 68 commandé par un moteur 69 est disposé à la partie supérieure de l'assemblage. il assure le passage de l'air à travers les batteries de tubes d'évaporation. A fan 68 controlled by a motor 69 is disposed at the upper part of the assembly. it ensures the passage of air through the batteries of evaporation tubes.
Comme dans les modes de réalisation précédents, la mousse de polyuréthanne semi-rigide assure à la fois le blocage descéléments statiques et leur isolation thermique et phonique, tout en constituant le socle de la pompe à chaleur. As in the previous embodiments, the semi-rigid polyurethane foam ensures both the blocking of static elements and their thermal and sound insulation, while constituting the base of the heat pump.
Les enceintes contenant la mousse utilisées dans la présente invention peuvent être métalliques, mais elles sont de préférence en matière plastique, afin de réaliser de manière aisée les formes complexes de ces enceintes. The enclosures containing the foam used in the present invention may be metallic, but they are preferably made of plastic, in order to easily produce the complex shapes of these enclosures.
Lors de la fabrication, les différents éléments statiques peuvent être assemblés et positionnés sur des supports provisoires ou définitifs (comme sur la
Fig. 3), mais qui seraient insuffisants pour éviter les vibrations lors du fonctionnement de la pompe. La composition formant la mousse peut etre injectée au cours d'une phase ultérieure de la fabrication. During manufacture, the various static elements can be assembled and positioned on temporary or permanent supports (as in the
Fig. 3), but which would be insufficient to avoid vibrations during the operation of the pump. The foam-forming composition can be injected during a later phase of manufacturing.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8215110A FR2532729A1 (en) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | Heat pump with a cellular structure, and process for the manufacture thereof. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8215110A FR2532729A1 (en) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | Heat pump with a cellular structure, and process for the manufacture thereof. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2532729A1 true FR2532729A1 (en) | 1984-03-09 |
| FR2532729B1 FR2532729B1 (en) | 1985-03-22 |
Family
ID=9277237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8215110A Granted FR2532729A1 (en) | 1982-09-06 | 1982-09-06 | Heat pump with a cellular structure, and process for the manufacture thereof. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2532729A1 (en) |
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Also Published As
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|---|---|
| FR2532729B1 (en) | 1985-03-22 |
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