FR2796136A1 - Groupe frigorifique ou pompe a chaleur a echangeur a air exterieur comportant un dispositif enterre avec deviation des flux d'air - Google Patents

Groupe frigorifique ou pompe a chaleur a echangeur a air exterieur comportant un dispositif enterre avec deviation des flux d'air Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un appareil thermodynamique à carrosserie semi-enterrée en matériau plastique dans laquelle sont placés le compresseur et l'échangeur à air avec en partie haute une entrée et une sortie d'air comportant des changements de direction par chicanes permettant d'amortir les bruits émis par le compresseur et le ventilateur.L'échangeur à air extérieur n'est pas sensible aux coups de vent et permet un meilleur rendement de dégivrage en version pompe à chaleur.Le système sera utilisé par exemple pour le chauffage par pompe à chaleur des maisons individuelles et plus particulièrement en habitat groupé.

Description

La présente invention concerne un groupe frigorifique ou une pompe à chaleur à échangeur à air extérieur comportant un dispositif enterré avec déviation des flux d'air permettant l'amortissement des bruits émis par les compresseurs et ventilateurs.
On connaît déjà des groupes frigorifiques à condensation par air réalisés dans une carrosserie parallélépipédique ou cylindrique. Ces systèmes ne donnent pas satisfaction en raison de la pollution visuelle d'une part et d'autre part en raison de l'émission acoustique importante des compresseurs et ventilateurs Ces défauts en limitent grandement l'emploi suite aux troubles causés au voisinage.
On connaît également des pompes à chaleur à carrosserie enterrée comme celles réalisées par la société SOLTERM en 1990, cette conception entièrement fermée est destinée aux capteurs enterrés, elle n'est pas adaptée aux pompes à chaleur prélevant l'énergie de l'air extérieur car elle ne comporte aucun flux d'air.
C'est d'une manière générale un but de l'invention de fournir un groupe frigorifique à condensation par air ou une pompe à chaleur à échangeur à air extérieur ne présentant pas les défauts des installations connues.
C'est en particulier un but de l'invention de fournir une carrosserie semi-enterrée en matériau plastique dans laquelle sont placés le compresseur et l'échangeur à air avec en partie haute une entrée et une sortie d'air comportant des changements de direction par chicanes permettant d'amortir les bruits émis par le compresseur et le ventilateur.
C'est également un but de l'invention de fournir un matériel frigorifique avec échangeur à air extérieur non sensible aux coups de vent et permettant un meilleur rendement de dégivrage en version pompe à chaleur.
C'est encore un but de l'invention de fournir un chapeau couvrant la machine et les chicanes.
L'intérêt du procédé permet en outre - De limiter de façon très importante les émissions acoustiques - D'être adapté à la climatisation et au chauffage des maisons individuelles - De masquer les trois quarts de la hauteur de l'appareil de climatisation.
- De ne pas être coûteux dans sa réalisation.
L'invention sera bien comprise par la description qui suit faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels # La figure 1 est un schéma d'une installation selon l'invention avec échangeur circulaire à air # La figure 2 représente la vue de dessus, d'une installation selon l'invention.
# La figure 3 est représente une variante de l'invention avec chicanes supplémentaires sur l'air et inversion du sens de l'air. # La figure 4 est une autre variante de l'invention avec échangeur parallélépipédique à air.
Une installation selon l'invention, figure 1 (vue en coupe), comporte un échangeur à air (1) de type batterie de tubes à ailettes, enroulé en forme de cylindre. L'échangeur (1) peut jouer le rôle de condenseur à air d'une installation de climatisation ou de froid ou encore le rôle d'évaporateur d'une pompe à chaleur. Cet échangeur est destiné à transférer (énergie thermique du système thermodynamique vers l'air extérieur et vice-versa. Un ventilateur (3) assure le brassage de l'air extérieur sur l'échangeur (1) ; l'air pénètre en (E) dans l'appareil par l'intermédiaire d'une ouverture annulaire, il arrive ensuite, après changement de direction, dans une cuve étanche (4) enterrée aux 3/, environ, puis passe au travers de l'échangeur (1) où s'effectue le transfert de chaleur vers l'air extérieur. L'air est finalement aspiré par le ventilateur (3) qui le rejette à l'extérieur en (S), au travers d'une grille de protection (9). Un chapeau (5) recouvre l'ensemble, il a pour but de guider les flux d'air et d'amortir les bruts émis par le compresseur (2) et le ventilateur (3). La conception de l'appareil complet permet de ne pas le rendre pas trop visible car les 2I3 environ de celui-ci est enterré dans la terre (T). Le sol permet par sa masse d'absorber les émissions acoustiques. Avantageusement la cuve (4) et le chapeau (5) pourront être réalisé en matériau plastique, polypropylène ou polyester par exemple, avec éventuellement pose à l'intérieur d'un revêtement acoustique, tel de la laine de roche à forte densité. Le chapeau (5) aura une forme permettant à l'air d'être aspiré verticalement dans l'anneau d'entrée grâce à des bords tombants, ceci aura pour avantage de faire obstacle aux émissions acoustiques mais aussi de protéger l'appareil de la pluie et des intempéries . Le compresseur frigorifique (2) pourra également être revêtu d'un capotage insonorisant (6). Dans l'application pompe à chaleur sur air extérieur, des condensats et des eaux de dégivrage vont se former dans la cuve (4), il est donc nécessaire de prévoir une pompe de relevage de condensats (8) dont le rôle est d'évacuer à l'extérieur les eaux de dégivrage et de condensation de l'échangeur (1). Le système frigorifique de l'appareil n'est pas représenté complètement sur la figure 1, il manque en effet notamment le second échangeur du cycle de Camot ainsi que les accessoires de détente et d'inversion de cycle. Le second échangeur non représenté sur la figure sera par exemple du type à air ou à eau et assurera l'effet utile de chauffage et ou de refroidissement de l'appareil objet de l'invention cet élément classique est placé dans une unité à l'intérieur des locaux. Les liaisons électriques et hydrauliques entre l'unité intérieure (non représentée) et l'appareil enterré objet de l'invention s'effectuent par l'intermédiaire d'une gaine (7) posée en tranchée.
La figure 2 est une vue de dessus de l'appareil selon l'invention représenté sur la figure 1.
La figure 3 représente une variante de l'appareil selon l'invention en version monobloc cylindrique de type air extérieur/eau. Comme dans le cas de la figure 1, l'appareil représenté figure 2 est partiellement enterré pour les raisons acoustiques et visuelles déjà décrites. Dans cette variante l'appareil est du type pompe à chaleur ou producteur d'eau glacée. Nous décrirons le fonctionnement en version pompe à chaleur en cycle hiver. L'air extérieur est aspiré en (E) par le ventilateur (14) et est ensuite réparti sur l'évaporateur (17), de type batterie de tubes à ailettes,. L'évaporateur (17) sera cintré en arc de cercle ou en anneau ; il prélève la chaleur de l'air extérieur grâce à l'évaporation à l'intérieur de ses tubes d'un fluide frigorigène. L'air extérieur refroidi va contourner une chicane annulaire (12) puis le bord supérieur de la cuve cylindrique (11), puis changer à nouveau de direction au passage du bord (10) du chapeau (13). L'air sort enfin de l'appareil en (S). Parallèlement, le fluide frigorigène vaporisé dans les tubes de l'évaporateur (17), est aspiré par le compresseur (16). Les gaz sont refoulés à plus haute pression dans le condenseur (18) composé par exemple de tubes coaxiaux dans lesquels circule à contre-courant de l'eau destinée au chauffage de locaux. Les vapeurs de frigorigène se condensent cédant ainsi la chaleur de changement de phase à l'eau de chauffage circulant dans le condenseur (18). Les tuyauteries d'entrée et de sortie de l'eau de chauffage seront calorifugées et reliées à l'intérieur du bâtiment en passant dans une liaison (20) placée en tranchée. Les condensats formés sur la batterie froide (17) sont récupérés par la pompe à condensats (21) qui les évacue à l'extérieur de l'appareil. En cycle été, un système d'inversion de cycle (non représenté ) permet d'inverser le rôle des échangeurs (17) et (18), l'échangeur (18) devenant évaporateur assurant ainsi la production d'eau glacée distribuée vers les locaux par le conduit (20) en tranchée. De son côté, l'échangeur (17) devient condenseur rejetant à l'air extérieur la chaleur de condensation du groupe frigorifique. Le chapeau (13) recouvrant l'appareil pourra comporter une cuvette annulaire permettant de recevoir de la terre destinée à faire un parterre de fleurs tout en assurant une protection acoustique grâce à la masse de terre.
La figure 4 est une variante de l'invention où les flux d'air aspiré et rejeté sont dans la même direction. L'appareil thermodynamique est dans ce cas de forme parallélépipédique. L'air entre en (E), passe sous le capot (33) puis dans la cuve parallélépipédique (30), il est ensuite aspiré par le ventilateur (32), traverse ensuite l'échangeur (31) où il subit un chauffage ou un refroidissement avant d'être rejeté à l'extérieur en (S) après avoir traversé l'autre côté de la cuve (30). La cuve (30) est enterrée partiellement dans la terre (T).
La présente invention est d'une manière générale applicable à tous les systèmes de production de froid à condensation par air.
Le dispositif trouve aussi son application dans les pompes à chaleur prélevant la chaleur de l'air extérieur D'une manière générale et non limitative, l'invention s'applique partout où des problèmes acoustiques ou esthétiques existent pour les systèmes thermodynamiques et plus particulièrement en habitat individuel.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Groupe frigorifique ou pompe à chaleur à échangeur à air extérieur caractérisée en ce qu'il comporte un dispositif enterré avec déviation des flux d'air constitué d'une cuve (4) et d'un capot (5) permettant l'amortissement des bruits émis par les éléments mécaniques tels les compresseurs frigorifiques (2) et les ventilateurs de brassage (3).
2. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux changements de direction des flux d'air.
3. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'échangeur (1) est de forme annulaire ou en arc de cercle.
4. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le le flux d'air passe au travers au moins deux chicanes formées telles les pièces annulaires (10, 11, 12).
5. Installation selon la revendications 1 caractérisée en ce que le dispositif comporte une pompe (8, 21, 34), d'évacuation des condensats.
6. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'appareil est en liaison avec les bâtiment à traiter, par un conduit (7) placé en tranchée.
7. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que le chapeau (13) comporte un espace (15) pouvant être empli de terre tel un massif de fleurs.
8. Installation selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'appareil est parallélépipédique et que le flux d'air traverse l'échangeur (31) puis sort en (SD) avec une orientation égale à celle de son entrée (ED).
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