FR3027099B1 - DEVICE FOR HEATING OR AIR CONDITIONING A LOCAL FOR HOUSING - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif pour chauffer ou climatiser un local, comprenant un compresseur apte à comprimer un fluide de travail, un premier échangeur (4) apte à échanger une énergie thermique entre le fluide de travail et un premier flux d'air (F) destiné à pénétrer le local pour chauffer ou climatiser le local et un deuxième échangeur de chaleur, apte à faire échanger une énergie thermique entre le fluide de travail et un deuxième flux d'air, lesdits premier (4) et deuxième échangeurs de chaleur étant configurés pour fonctionner en un évaporateur ou en un condenseur, et un organe de détente du fluide de travail, le système comprenant des moyens de contournement (10) dudit premier échangeur de chaleur (4), lesdits moyens de contournement (10) configurés pour que le premier flux d'air destiné à chauffer ou climatiser ledit local contourne au moins partiellement le premier échangeur de chaleur dans au moins une position de contournement.The invention relates to a device for heating or cooling a room, comprising a compressor adapted to compress a working fluid, a first exchanger (4) capable of exchanging thermal energy between the working fluid and a first air flow (F ) intended to penetrate the room to heat or cool the room and a second heat exchanger, able to exchange heat energy between the working fluid and a second air flow, said first (4) and second heat exchanger being configured to operate as an evaporator or a condenser, and an expansion member of the working fluid, the system comprising bypass means (10) of said first heat exchanger (4), said bypass means (10) configured so that the first flow of air for heating or cooling said room at least partially bypasses the first heat exchanger in at least one bypass position.
Description
Dispositif de chauffage ou climatisation d’un local pour habitation L’invention a pour objet un dispositif de chauffage ou climatisation d’un local.The invention relates to a heating device or air conditioning of a room.
Un tel dispositif connu comprend généralement un compresseur apte à comprimer un fluide de travail, un premier échangeur apte à échanger une énergie thermique entre le fluide de travail et un flux d’air destiné pénétrer le local pour chauffer ou climatiser le local et un deuxième échangeur de chaleur, apte à faire échanger une énergie thermique entre le fluide de travail et un d’air flux issu du local ou préférentiellement de l’extérieur du local, et un organe de détente apte à détendre le fluide de travail.Such a known device generally comprises a compressor capable of compressing a working fluid, a first heat exchanger capable of exchanging thermal energy between the working fluid and a flow of air intended to enter the room to heat or cool the room and a second exchanger heat, capable of exchanging heat energy between the working fluid and an air flow from the local or preferably from outside the room, and a detent member adapted to relax the working fluid.
Le premier échangeur est destiné à être disposé dans le local ou en communication de fluide direct avec le local tandis que le deuxième échangeur est destiné à être disposé hors du local, de préférence à l’air libre.The first exchanger is intended to be arranged in the room or in direct fluid communication with the room while the second exchanger is intended to be disposed outside the room, preferably in the open air.
Il est connu que les premier et deuxième échangeurs de chaleur sont configurés pour fonctionner en tant qu’évaporateur ou condenseur, ce qui assure que le dispositif puisse chauffer ou climatiser le local de l’habitation selon la température extérieure.It is known that the first and second heat exchangers are configured to function as an evaporator or condenser, which ensures that the device can heat or cool the room of the house according to the outside temperature.
En mode chauffage, le premier échangeur fonctionne en condenseur, le fluide de travail réchauffant l’air qui traverse le premier échangeur de chaleur vers le local. Le deuxième échangeur fonctionne en évaporateur.In heating mode, the first exchanger operates as a condenser, the working fluid heating the air passing through the first heat exchanger to the room. The second exchanger operates as an evaporator.
Dans cette configuration, il n’est pas rare que l’évaporateur givre du fait du flux d’air froid qui le traverse, ce qui réduit progressivement la surface disponible pour l’échange entre le fluide de travail et le flux d’air. L’efficacité du chauffage en est considérablement réduite.In this configuration, it is not uncommon for the evaporator frost due to the cold air flow therethrough, which gradually reduces the available surface for the exchange between the working fluid and the air flow. The heating efficiency is considerably reduced.
Pour remédier à cet inconvénient, il est connu de procéder à une inversion du cycle thermodynamique, c’est-à-dire de basculer en mode climatisation.To overcome this drawback, it is known to reverse the thermodynamic cycle, that is to say to switch to air conditioning mode.
En mode climatisation, le deuxième échangeur fonctionne en condenseur, le fluide de travail réchauffant l’air qui traverse le deuxième échangeur de chaleur. Ainsi, le deuxième échangeur de chaleur est peu à peu réchauffé, ce qui conduit à son dégivrage.In cooling mode, the second heat exchanger operates as a condenser, the working fluid heating the air flowing through the second heat exchanger. Thus, the second heat exchanger is gradually warmed, which leads to its defrost.
Toutefois, en mode climatisation, le premier échangeur fonctionne en évaporateur, le fluide de travail refroidissant l’air qui traverse le premier échangeur de chaleur vers le local.However, in air conditioning mode, the first exchanger operates as an evaporator, the working fluid cooling the air passing through the first heat exchanger to the room.
Le local est ainsi refroidi le temps nécessaire au dégivrage du deuxième échangeur de chaleur, ce qui peut provoquer un inconfort pour les occupants du local.The room is thus cooled the time required to defrost the second heat exchanger, which can cause discomfort for the occupants of the room.
Une possibilité pour réduire cet inconfort des occupants est de recourir à l’utilisation d’une résistance électrique supplémentaire le temps du dégivrage du deuxième échangeur de chaleur. Néanmoins, une telle solution présente l’inconvénient d’être coûteuse et de nécessiter de mettre en place en élément supplémentaire de chauffage, qui de surcroît requiert une alimentation électrique spécifique et présente un niveau d’efficacité et de coefficient de performance réduit du fait de l’énergie électrique à fournir.One possibility to reduce this discomfort of the occupants is to resort to the use of an additional electrical resistance defrosting time of the second heat exchanger. However, such a solution has the disadvantage of being expensive and requiring the introduction of additional heating element, which in addition requires a specific power supply and has a level of efficiency and reduced coefficient of performance due to the electrical energy to be supplied.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif pour chauffer ou climatiser un local pour habitation, comprenant un compresseur apte à comprimer un fluide de travail, un premier échangeur apte à échanger une énergie thermique entre le fluide de travail et un flux d’air destiné à pénétrer le local pour chauffer ou climatiser le local et un deuxième échangeur de chaleur, apte à faire échanger une énergie thermique entre le fluide de travail et un deuxième flux d’air, lesdits premier et deuxième échangeurs de chaleur étant configurés pour fonctionner en un évaporateur ou en un condenseur, et un organe de détente du fluide de travail, le dispositif comprenant des moyens de contournement dudit premier échangeur de chaleur, lesdits moyens de contournement étant configurés pour que l’air destiné à chauffer ou climatiser ledit local contourne au moins partiellement le premier échangeur de chaleur dans au moins une position de contournement.The object of the present invention is to overcome these disadvantages. For this purpose, the subject of the invention is a device for heating or cooling a room for living, comprising a compressor capable of compressing a working fluid, a first exchanger capable of exchanging thermal energy between the working fluid and a flow of water. air intended to enter the room to heat or cool the room and a second heat exchanger, able to exchange heat energy between the working fluid and a second air flow, said first and second heat exchangers being configured to operating in an evaporator or a condenser, and an expansion member of the working fluid, the device comprising means for bypassing said first heat exchanger, said bypass means being configured so that the air intended to heat or cool said room at least partially bypasses the first heat exchanger in at least one bypass position.
Grâce au dispositif selon l’invention, il est ainsi possible de procéder à l’inversion du cycle thermodynamique, en basculant d’un mode chauffage à un mode climatisation, sans provoquer d’inconfort thermique, du fait du contournement du premier échangeur de chaleur.With the device according to the invention, it is thus possible to invert the thermodynamic cycle, switching from a heating mode to an air conditioning mode, without causing thermal discomfort, because of the bypassing of the first heat exchanger .
Selon une autre caractéristique de l’invention, les moyens de contournement comprennent un premier volet disposé en regard du premier échangeur de chaleur, mobile entre une position de fermeture dans laquelle une partie au moins du flux d’air destiné à pénétrer le local pour chauffer ou climatiser le local contourne le premier échangeur de chaleur et une position d’ouverture dans laquelle ladite au moins une partie du flux d’air destiné à pénétrer le local pour chauffer ou climatiser le local traverse le premier échangeur de chaleur.According to another characteristic of the invention, the bypass means comprise a first flap disposed facing the first heat exchanger, movable between a closed position in which at least a portion of the air flow intended to penetrate the room to heat or air conditioning the room bypasses the first heat exchanger and an open position in which said at least a portion of the air flow intended to enter the premises to heat or cool the room passes through the first heat exchanger.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les moyens de contournement comprennent un deuxième volet disposé en décalé du premier échangeur de chaleur, mobile entre une position d’ouverture dans laquelle au moins une partie du flux d’air destiné à pénétrer le local pour chauffer ou climatiser le local contourne le premier échangeur de chaleur et une position de fermeture dans laquelle ladite au moins une partie du flux d’air destiné à pénétrer le local pour chauffer ou climatiser le local traverse le premier échangeur de chaleur.According to another characteristic of the invention, the bypass means comprise a second flap disposed offset from the first heat exchanger, movable between an open position in which at least a portion of the air flow intended to penetrate the room for heating or cooling the room bypasses the first heat exchanger and a closed position in which the at least a portion of the air flow intended to enter the premises to heat or cool the room passes through the first heat exchanger.
Selon une autre caractéristique de l’invention les moyens de contournement comprennent une paroi de séparation de flux d’au moins une partie du flux d’air destiné à pénétrer le local pour chauffer ou climatiser le local de l’échangeur de chaleur interne.According to another characteristic of the invention the bypass means comprise a flow separation wall of at least a portion of the air flow intended to enter the room to heat or cool the room of the internal heat exchanger.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les moyens de contournement sont en aval du premier échangeur de chaleur.According to another characteristic of the invention, the bypass means are downstream of the first heat exchanger.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif comprend au moins un moyen de commande desdits premier et/ou deuxième volets.According to another characteristic of the invention, the device comprises at least one means for controlling said first and / or second components.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif comprend une unité de pilotage du moyen de commande.According to another characteristic of the invention, the device comprises a control unit of the control means.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le premier échangeur de chaleur est disposé angulairement relativement au premier et/ou au deuxième volets et/ou par rapport au flux d’air F traversant ledit dispositif.According to another characteristic of the invention, the first heat exchanger is arranged angularly relative to the first and / or second flaps and / or with respect to the air flow F passing through said device.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le dispositif comprend un troisième échangeur de chaleur pour un échange d’énergie thermique entre le flux d’air destiné à chauffer ou climatiser l’habitation et un flux d’air destiné à être évacué hors du dispositif.According to another characteristic of the invention, the device comprises a third heat exchanger for a thermal energy exchange between the flow of air intended to heat or cool the dwelling and a flow of air intended to be discharged out of the room. device.
Selon une autre caractéristique de l’invention, les moyens de contournement comprennent un autre volet pour évacuer une partie du flux d’air destiné à chauffer ou climatiser le local hors du dispositif. L’invention a également pour objet un système de chauffage ou climatisation d’un local, comprenant un dispositif pour chauffer ou climatiser un local tel que décrit précédemment, ledit système étant muni d’un troisième échangeur de chaleur pour un échange d’énergie thermique entre le flux d’air destiné à chauffer ou climatiser l’habitation et un flux d’air destiné à être évacué hors du système. L’invention a également pour objet un procédé de dégivrage du deuxième échangeur de chaleur du dispositif tel que décrit précédemment le premier échangeur fonctionnant en mode condenseur et le deuxième échangeur de chaleur fonctionnant en mode évaporateur, le procédé comprenant : - une étape d’inversion de cycle thermodynamique, le premier échangeur fonctionnant alors en mode évaporateur et le deuxième échangeur fonctionnant alors en mode condenseur, et - une étape d’activation des moyens de contournements, de préférence par l’unité de pilotage, pour contourner au moins partiellement le premier échangeur de chaleur. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 illustre une vue en perspective d’une partie d’un dispositif de chauffage ou de climatisation selon la présente invention comprenant un premier échangeur de chaleur et des moyens de contournement du premier échangeur de chaleur ; - la figure 2 illustre une vue de côté du dispositif de la figure 1 dans une première configuration ; - la figure 3 illustre une vue de côté du dispositif de la figure 1 dans une deuxième configuration ; - la figure 4 illustre une vue de côté du dispositif de la figure 1 dans une troisième configuration ; - la figure 5 illustre une vue de côté du dispositif de la figure 1 dans une quatrième configuration ; - la figure 6 illustre une vue de côté d’un dispositif conforme à une variante du dispositif de la figure 1 ; et - la figure 7 illustre une vue schématique en coupe transversale d’une variante de réalisation de l’installation. L’invention a pour objet un dispositif pour chauffer ou climatiser un local, comprenant : - un compresseur (non illustré) apte à comprimer un fluide de travail, - un premier échangeur apte à échanger une énergie thermique entre le fluide de travail et un premier flux d’air destiné pénétrer le local pour chauffer ou climatiser le local, - un deuxième échangeur de chaleur (non illustré), apte à faire échanger une énergie thermique entre le fluide de travail et un deuxième flux d’air, et - un organe de détente (non illustré) du fluide de travail.According to another characteristic of the invention, the bypass means comprise another flap for discharging a portion of the air flow intended to heat or cool the room out of the device. The invention also relates to a heating or air conditioning system of a room, comprising a device for heating or cooling a room as described above, said system being provided with a third heat exchanger for a thermal energy exchange between the flow of air for heating or cooling the house and a flow of air to be discharged from the system. The subject of the invention is also a method for deicing the second heat exchanger of the device as described above, the first exchanger operating in condenser mode and the second heat exchanger operating in evaporator mode, the method comprising: an inversion step thermodynamic cycle, the first exchanger then operating in evaporator mode and the second exchanger then operating in condenser mode, and a step of activation of the bypass means, preferably by the control unit, to at least partially bypass the first heat exchanger. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the description which follows. This is purely illustrative and should be read in conjunction with the accompanying drawings in which: - Figure 1 illustrates a perspective view of a part of a heating or air conditioning device according to the present invention comprising a first heat exchanger and means for bypassing the first heat exchanger; FIG. 2 illustrates a side view of the device of FIG. 1 in a first configuration; FIG. 3 illustrates a side view of the device of FIG. 1 in a second configuration; FIG. 4 illustrates a side view of the device of FIG. 1 in a third configuration; FIG. 5 illustrates a side view of the device of FIG. 1 in a fourth configuration; - Figure 6 illustrates a side view of a device according to a variant of the device of Figure 1; and FIG. 7 illustrates a schematic cross-sectional view of an alternative embodiment of the installation. The invention relates to a device for heating or cooling a room, comprising: - a compressor (not shown) capable of compressing a working fluid, - a first exchanger capable of exchanging thermal energy between the working fluid and a first air flow intended to enter the room to heat or cool the room, - a second heat exchanger (not shown), able to exchange heat energy between the working fluid and a second air flow, and - an organ detent (not shown) of the working fluid.
Par local, on entend toute pièce ou ensemble de pièces d’un bâtiment individuel ou collectif. Sur les figures, est illustrée une unité de ventilation ou dispositif pour chauffer ou climatiser le local, référencé 1."Local" means any room or group of rooms in an individual or collective building. In the figures, there is illustrated a ventilation unit or device for heating or cooling the room, referenced 1.
Le dispositif 1 comprend une enceinte 3 en communication fluidique avec le local.The device 1 comprises an enclosure 3 in fluid communication with the premises.
Le dispositif 1 est muni du premier échangeur de chaleur 4, appelé par la suite échangeur interne. Le deuxième échangeur de chaleur est avantageusement destiné à être disposé hors du local et du dispositif 1, de préférence à l’air libre ; il est appelé par la suite échangeur externe.The device 1 is provided with the first heat exchanger 4, hereinafter referred to as the internal exchanger. The second heat exchanger is advantageously intended to be disposed outside the room and the device 1, preferably in the open air; it is later called external exchanger.
Le deuxième flux d’air est préférentiellement l’air extérieur.The second flow of air is preferably outside air.
Comme visible sur les figures, l’enceinte 3 comprend un canal 5 dans lequel est disposé l’échangeur de chaleur interne 4.As can be seen in the figures, the enclosure 3 comprises a channel 5 in which the internal heat exchanger 4 is arranged.
Sur les figures, le canal 5 comprend une zone d’entrée d’air 7 dans l’enceinte 3 et une zone de sortie d’air 8 hors de l’enceinte 3.In the figures, the channel 5 comprises an air inlet zone 7 in the enclosure 3 and an air outlet zone 8 outside the enclosure 3.
Le canal 5 est illustré de forme générale parallélépipédique et est délimité par deux parois longitudinales 6a et 6b parallèles entre elles, respectivement paroi supérieure et paroi inférieure.The channel 5 is illustrated generally parallelepipedal shape and is delimited by two longitudinal walls 6a and 6b parallel to each other, respectively upper wall and lower wall.
Bien entendu, cette forme n’est pas limitative et le canal 5 peut présenter toute autre forme adaptée, telle que par exemple une forme cylindrique à section circulaire ou quelconque, ou tronconique.Of course, this form is not limiting and the channel 5 may have any other suitable shape, such as for example a cylindrical shape with circular or any section, or frustoconical.
Le flux d’air traversant l’enceinte 3 du canal 5 jusqu’au local à chauffer ou refroidir est noté F.The air flow through the chamber 3 of the channel 5 to the room to be heated or cooled is noted F.
Comme visible sur les figures, le dispositif 1 comprend des moyens de contournement 10 de l’échangeur de chaleur interne 4. Les moyens de contournement 10 sont configurés pour que l’air destiné à chauffer ou climatiser le local contourne au moins partiellement l’échangeur de chaleur interne 4 dans au moins une position de contournement.As can be seen in the figures, the device 1 comprises means 10 for bypassing the internal heat exchanger 4. The bypass means 10 are configured so that the air intended to heat or cool the room at least partially bypasses the heat exchanger of internal heat 4 in at least one bypass position.
Sur le mode de réalisation illustré, les moyens de contournement 10 comprennent un premier volet 11 disposé en regard de l’échangeur de chaleur interne 4 et destiné à être traversé par une partie F1 du flux d’air F.In the illustrated embodiment, the bypass means 10 comprise a first flap 11 arranged facing the internal heat exchanger 4 and intended to be traversed by a portion F1 of the air flow F.
Le premier volet 11 est mobile entre une position de fermeture et une position d’ouverture pour qu’une partie F1 du flux d’air F contourne ou au contraire traverse l’échangeur interne 4.The first flap 11 is movable between a closed position and an open position so that a part F1 of the air flow F bypasses or on the contrary passes through the internal exchanger 4.
Dans la position de fermeture, le premier volet 11 empêche la partie F1 du flux F de traverser l’échangeur de chaleur interne 4 en obturant au moins partiellement le canal 5.In the closed position, the first flap 11 prevents the F1 part of the flow F from passing through the internal heat exchanger 4 by at least partially closing the channel 5.
Dans la position d’ouverture, le premier volet 11 laisse passer le flux d’air F1 à travers l’échangeur de chaleur interne 4.In the open position, the first flap 11 passes the flow of air F1 through the internal heat exchanger 4.
Sur le mode de réalisation illustré, les moyens de contournement 10 comprennent également un deuxième volet 12 disposé en décalé de l’échangeur de chaleur interne 4 et destiné à être traversé par une autre partie F2 du flux d’air F.In the illustrated embodiment, the bypass means 10 also comprise a second flap 12 arranged offset from the internal heat exchanger 4 and intended to be traversed by another portion F2 of the air flow F.
Le deuxième volet 12 est mobile entre une position de fermeture et une position d’ouverture pour qu’une partie F2 du flux d’air F contourne ou au contraire traverse l’échangeur interne 4.The second flap 12 is movable between a closed position and an open position so that a portion F2 of the air flow F bypasses or on the contrary passes through the internal exchanger 4.
Dans la position d’ouverture, le deuxième volet 12 empêche toute ou partie F2 du flux F de traverser l’échangeur de chaleur interne 4 en obturant au moins partiellement le canal 5.In the open position, the second flap 12 prevents all or part F2 of the flow F from passing through the internal heat exchanger 4 by at least partially closing the channel 5.
Dans la position de fermeture, le deuxième volet 12 force le flux d’air F2 à travers l’échangeur de chaleur interne 4, quand le volet 11 est en position d’ouverture.In the closed position, the second flap 12 forces the flow of air F2 through the internal heat exchanger 4, when the flap 11 is in the open position.
Sur le mode de réalisation illustré, le premier volet 11 et le deuxième volet 12 sont constitués par une pluralité de persiennes parallèles les unes aux autres.In the illustrated embodiment, the first flap 11 and the second flap 12 are constituted by a plurality of louvers parallel to each other.
Bien entendu, l’invention ne se limite pas à ce type de volet et il est possible d’envisager des variantes, comme par exemple un clapet papillon ou drapeau, ou une combinaison de clapets, ou encore des persiennes perpendiculaires les unes aux autres.Of course, the invention is not limited to this type of shutter and it is possible to consider variants, such as a butterfly valve or flag, or a combination of valves, or louvers perpendicular to each other.
Comme particulièrement visible sur les figures 2 à 5, les volets 11 et 12 sont disposés de sorte à obturer le canal 5 transversalement dans un même axe X. L’axe X est préférentiellement perpendiculaire aux parois longitudinales 6a et 6b.As particularly visible in Figures 2 to 5, the flaps 11 and 12 are arranged to close the channel 5 transversely in the same axis X. The X axis is preferably perpendicular to the longitudinal walls 6a and 6b.
En d’autres termes, les volets 11 et 12 sont alignés quand ils sont chacun en position de fermeture.In other words, the flaps 11 and 12 are aligned when they are each in the closed position.
Du fait que le premier volet 11 est disposé en regard de l’échangeur de chaleur interne 4, un flux majoritaire du flux d’air F1 traverse l’échangeur de chaleur 4, en position d’ouverture du premier volet 11.Because the first flap 11 is arranged opposite the internal heat exchanger 4, a majority flow of the air flow F1 passes through the heat exchanger 4, in the open position of the first flap 11.
Une portion minoritaire peut toutefois circuler sous l’échangeur de chaleur 4 sans traverser l’échangeur de chaleur 4.A minority portion may however flow under the heat exchanger 4 without passing through the heat exchanger 4.
Du fait que le deuxième volet 12 est déporté vis-à-vis de l’échangeur de chaleur interne 4, un flux majoritaire circule dans le canal 5 au-dessus de l’échangeur de chaleur 4, sans traverser l’échangeur de chaleur 4.Since the second flap 12 is offset with respect to the internal heat exchanger 4, a majority flow flows in the channel 5 above the heat exchanger 4 without passing through the heat exchanger 4. .
Une portion minoritaire peut toutefois traverser l’échangeur de chaleur 4.A minority portion may, however, pass through the heat exchanger 4.
Le dispositif 1 comprend des moyens de commande tels qu’un actionneur 13 de chacun des volets 11, 12, comme par exemple un servomoteur.The device 1 comprises control means such as an actuator 13 of each of the flaps 11, 12, such as for example a servomotor.
Avantageusement, le dispositif 1 comprend une unité de pilotage de moyens de commande 13, non illustrée.Advantageously, the device 1 comprises a control means control unit 13, not shown.
Comme visible sur les figures, l’échangeur de chaleur interne 4 est de forme générale parallélépipédique, délimité par six faces opposées deux à deux. L’une des deux faces de plus grandes aires fait face au premier volet 11 et est référencée 14.As visible in the figures, the internal heat exchanger 4 is of parallelepipedal general shape, delimited by six opposite faces in pairs. One of the two faces of larger areas faces the first flap 11 and is referenced 14.
La face opposée à la face 14 est référencée 15. L’échangeur de chaleur interne 4 est disposé de sorte à former un angle aigu entre la surface 14 et l’axe X, de préférence inférieur à 45°, ce qui permet un meilleur écoulement des condensats et une augmentation de la surface d’échange thermique entre le flux d’air F et le fluide de travail.The face opposite the face 14 is referenced 15. The internal heat exchanger 4 is arranged so as to form an acute angle between the surface 14 and the axis X, preferably less than 45 °, which allows a better flow condensates and an increase of the heat exchange surface between the air flow F and the working fluid.
Les moyens de contournement 10 comprennent une paroi P supplémentaire de contournement de l’échangeur de chaleur interne 4.The bypass means 10 comprise an additional wall P of bypassing the internal heat exchanger 4.
La paroi P est une plaque prenant préférentiellement appui sur deux parois longitudinales 6. Cette paroi 15 peut être aussi fixée sur un seul de ses cotés ou selon toute autre variante connue de l’homme du métierThe wall P is a plate preferably taking support on two longitudinal walls 6. This wall 15 can also be fixed on one of its sides or according to any other variant known to those skilled in the art
La paroi P est avantageusement une surface réglée dont une génératrice est sensiblement parallèle aux parois 6a et 6b ou inclinée relativement aux parois 6a et 6bThe wall P is advantageously a regulated surface of which a generatrix is substantially parallel to the walls 6a and 6b or inclined relative to the walls 6a and 6b
La paroi P s’étend au moins partiellement en regard de la surface 14 de l’échangeur de chaleur interne 4.The wall P extends at least partially facing the surface 14 of the internal heat exchanger 4.
La paroi P permet de séparer au moins en partie le flux F2 de l’échangeur interne 4, c’est - dire qu’elle permet au flux F2 ne pas lécher l’échangeur de chaleur interne 4.The wall P makes it possible to separate at least part of the flow F2 from the internal exchanger 4, that is to say that it allows the flow F2 not to lick the internal heat exchanger 4.
La séparation opérée par la paroi P permet de minimiser l’échange de calories puisque la paroi P contraint le flux F2 à se diriger parallèlement aux parois 6a et 6b.The separation effected by the wall P makes it possible to minimize the exchange of calories since the wall P forces the flow F2 to run parallel to the walls 6a and 6b.
La paroi P constitue également un isolant thermique dans la mesure où la paroi P limite l’effet de l’échangeur de chaleur interne 4 sur la température du flux d’air F2.The wall P also constitutes a thermal insulator insofar as the wall P limits the effect of the internal heat exchanger 4 on the temperature of the air flow F2.
Le dispositif 1 comprend également un troisième volet ou trappe 17 disposé sous la surface 15 de l’échangeur de chaleur interne 4, pour l’évacuation d’une partie du flux d’air F1 hors du dispositif 1, afin de dissiper de l’énergie thermique hors du dispositif 1.The device 1 also comprises a third flap or hatch 17 disposed under the surface 15 of the internal heat exchanger 4, for the evacuation of a part of the air flow F1 out of the device 1, in order to dissipate pressure. thermal energy out of the device 1.
Le dispositif 1 comprend avantageusement un organe d’évacuation, non illustré, pour évacuer des gouttes de condensât qui se forment sur les surfaces d’échange de l’échangeur de chaleur interne 4.The device 1 advantageously comprises an evacuation device, not shown, for discharging drops of condensate which form on the exchange surfaces of the internal heat exchanger 4.
Configurations des voletsShutter configurations
Les volets 11 et 12 sont mobiles respectivement entre une position d’ouverture et une position de fermeture.The flaps 11 and 12 are respectively movable between an open position and a closed position.
La figure 2 illustre le dispositif 1 dans une configuration dans laquelle le premier volet 11 et le deuxième volet 12 sont dans la position ouverte.Figure 2 illustrates the device 1 in a configuration in which the first flap 11 and the second flap 12 are in the open position.
Dans cette configuration, les flux d’air F1 et F2 traversent respectivement les premier et deuxième volets 11 et 12.In this configuration, the air flows F1 and F2 pass respectively through the first and second flaps 11 and 12.
La figure 3 illustre le dispositif 1 dans une configuration dans laquelle le premier volet 11 et le deuxième volet 12 sont dans la position fermée.Figure 3 illustrates the device 1 in a configuration in which the first flap 11 and the second flap 12 are in the closed position.
Dans cette configuration, aucun air ne circule dans le canal 5 au-delà des volets 11 et 12.In this configuration, no air circulates in the channel 5 beyond the flaps 11 and 12.
La figure 4 illustre le dispositif 1 dans une configuration dans laquelle le premier volet 11 est dans la position ouverte et le deuxième volet 12 dans la position fermée.Figure 4 illustrates the device 1 in a configuration in which the first flap 11 is in the open position and the second flap 12 in the closed position.
Dans cette configuration, le flux d’air F1 traverse le premier volet 11.In this configuration, the air flow F1 passes through the first flap 11.
Par contre, le flux d’air F2 ne peut pas traverser le deuxième volet 12.On the other hand, the flow of air F2 can not pass through the second flap 12.
La figure 4 illustre notamment le mode privilégié associé au chauffage ou à la climatisation du local par le biais du dispositif 1, comme il va être expliqué ci-après.FIG. 4 illustrates in particular the privileged mode associated with heating or cooling the room via the device 1, as will be explained hereinafter.
La figure 5 illustre le dispositif 1 dans une configuration dans laquelle le deuxième volet 12 est dans la position ouverte tandis que le premier volet 11 dans la position fermée.Figure 5 illustrates the device 1 in a configuration in which the second flap 12 is in the open position while the first flap 11 in the closed position.
Dans cette configuration, correspondant préférentiellement au mode de dégivrage de l’échangeur, comme il va être expliqué ci-après, le flux d’air F1 ne peut pas traverser le premier volet 11.In this configuration, preferably corresponding to the defrost mode of the exchanger, as will be explained below, the air flow F1 can not pass through the first flap 11.
Par contre, le flux d’air F2 traverse le deuxième volet 12. Régulation thermiqueOn the other hand, the flow of air F2 passes through the second flap 12. Thermal regulation
En mode chauffage, l’échangeur de chaleur interne 4 fonctionne en condenseur tandis que l’échangeur de chaleur externe fonctionne en évaporateur.In heating mode, the internal heat exchanger 4 operates as a condenser while the external heat exchanger operates as an evaporator.
En mode climatisation, l’échangeur de chaleur interne 4 fonctionne en évaporateur tandis que l’échangeur de chaleur externe fonctionne en condenseur.In cooling mode, the internal heat exchanger 4 operates as an evaporator while the external heat exchanger operates as a condenser.
La configuration de la figure 2, selon laquelle les volets 11 et 12 sont ouverts, est utilisée de préférence quand les occupants souhaitent que le dispositif 1 fonctionne en minimisant les pertes de charge du fait que le flux n’est pas freiné par les volets, soit sans chauffage ou sans climatisation ou alors lors d’un compromis entre perte de charge et température de l’air soufflé du flux F en mode chauffage ou en mode climatisation .The configuration of FIG. 2, according to which the flaps 11 and 12 are open, is preferably used when the occupants want the device 1 to work by minimizing the pressure drops because the flow is not braked by the flaps, either without heating or without air conditioning or when a compromise between the pressure drop and the temperature of the air blown from the flow F in heating mode or in cooling mode.
La configuration de la figure 3, selon laquelle les volets 11 et 12 sont fermés, est utilisée de préférence quand les occupants du local ne souhaitent pas recevoir d’air, ni chauffé ni refroidi, et/ou lorsque l’unité de ventilation est arrêtée, et/ou que le cycle thermodynamique est à l’arrêt. Ainsi, le local est isolé du dispositif de chauffage ou climatisation 1.The configuration of FIG. 3, according to which the shutters 11 and 12 are closed, is preferably used when the occupants of the room do not wish to receive air, neither heated nor cooled, and / or when the ventilation unit is stopped. , and / or that the thermodynamic cycle is at a standstill. Thus, the room is isolated from the heating or air conditioning device 1.
La configuration de la figure 4 concerne un fonctionnement normal, en chauffage ou en climatisation, du dispositif 1.The configuration of FIG. 4 relates to a normal operation, in heating or cooling, of the device 1.
La configuration de la figure 5 est utilisée pour effectuer le dégivrage de l’échangeur de chaleur externe.The configuration of Figure 5 is used to perform the defrosting of the external heat exchanger.
En effet, après que le système 2 ait fonctionné un certain temps en mode chauffage, par exemple selon la configuration de la figure 4, il n’est pas rare que l’échangeur de chaleur externe soit givré, comme expliqué en relation avec l’état de la technique.Indeed, after the system 2 has been operating for a certain time in heating mode, for example according to the configuration of FIG. 4, it is not uncommon for the external heat exchanger to be frosted, as explained in connection with the state of the art.
Pour effectuer le dégivrage de l’échangeur de chaleur externe, on procède à une inversion du cycle thermodynamique, c’est-à-dire que le système bascule en mode climatisation.To defrost the external heat exchanger, the thermodynamic cycle is inverted, that is, the system switches to cooling mode.
En mode climatisation, l’échangeur de chaleur interne 4 fonctionne en évaporateur.In cooling mode, the internal heat exchanger 4 operates as an evaporator.
La fermeture du volet 11 assure que le flux d’air F1 qui serait froid du fait que l’échangeur interne 4 fonctionne en évaporateur, est bloqué et ne peut pas pénétrer dans le local, ce qui évite l’inconfort des occupants du local.Closing the shutter 11 ensures that the flow of air F1 which would be cold because the internal heat exchanger 4 operates as an evaporator, is blocked and can not enter the room, which avoids the discomfort of the occupants of the room.
Le flux d’air F2, de température tempérée, circule jusque dans le local, ce qui assure l’aération du local.The flow of air F2, temperate temperature, flows into the room, which ensures the ventilation of the room.
Avantageusement, dans cette configuration, la trappe 17 est ouverte pour dissiper une partie des calories présente dans l’échangeur 4 lors du dégivrage du deuxième échangeur de chaleurAdvantageously, in this configuration, the hatch 17 is open to dissipate part of the calories present in the exchanger 4 during the defrosting of the second heat exchanger
Une autre possibilité pour optimiser l’efficacité du système 2 est également de changer les dimensions de l’échangeur de chaleur 4 et/ou les dimensions des volets 11 et 12.Another possibility for optimizing the efficiency of the system 2 is also to change the dimensions of the heat exchanger 4 and / or the dimensions of the flaps 11 and 12.
Selon une autre configuration non illustrée, les volets 11 et 12 sont entrouverts, le volet 11 étant dans une position proche de la position d’ouverture et le volet 12 étant dans une position proche de la position fermée, ce qui permet en cas de besoin moindre de chauffage ou de climatisation de réduire les pertes de charge et/ou d’améliorer le coefficient de performance du cycle thermodynamique.According to another configuration not shown, the flaps 11 and 12 are ajar, the flap 11 being in a position close to the open position and the flap 12 is in a position close to the closed position, which allows when necessary less heating or cooling reduce pressure losses and / or improve the coefficient of performance of the thermodynamic cycle.
On note que la figure 2 correspond à une position de contournement partiel de l’échangeur de chaleur 4 par les moyens de contournement 10, tandis que la figure 5 correspond à une position de contournement total.Note that Figure 2 corresponds to a partial bypass position of the heat exchanger 4 by the bypass means 10, while Figure 5 corresponds to a total bypass position.
Variante : volets en avalVariant: downstream shutters
Selon la variante illustrée à la figure 6, les volets 11 et 12 sont disposés en aval de l’échangeur de chaleur interne 4.According to the variant illustrated in FIG. 6, the flaps 11 and 12 are disposed downstream of the internal heat exchanger 4.
Le dispositif 1 de la figure 6 est similaire à celui des figures précédentes et ne sera pas plus détaillé.The device 1 of FIG. 6 is similar to that of the preceding figures and will not be more detailed.
Variante : dispositif à double fluxVariant: double flow device
Sur la figure 7 est illustré un système 19 comprenant le dispositif 1 et un troisième échangeur de chaleur 16 pour un échange d’énergie thermique entre le flux d’air F destiné à chauffer ou climatiser le local et un flux d’air FF destiné à être évacué hors du localFIG. 7 illustrates a system 19 comprising the device 1 and a third heat exchanger 16 for a thermal energy exchange between the air flow F intended to heat or cool the room and an air flow FF intended to to be evacuated out of the local
Le système 19 comprend une entrée 20 du flux d’air F destiné à chauffer et climatiser le local. L’entrée 20 est munie d’un dispositif 21 pour filtrer le flux d’air F.The system 19 comprises an inlet 20 of the air flow F for heating and cooling the room. The inlet 20 is provided with a device 21 for filtering the flow of air F.
Comme visible sur la figure 6, le système 2 comprend un ventilateur 22 qui force le flux d’air F en direction du local.As shown in Figure 6, the system 2 comprises a fan 22 which forces the air flow F towards the room.
Le système 19 comprend uneentrée23 du flux d’air FF dans le système hors du local. L’entrée 23 est munie d’un dispositif 24 pour filtrer le flux d’air FF.The system 19 includes an inlet 23 of the airflow FF in the system outside the room. The inlet 23 is provided with a device 24 for filtering the flow of air FF.
Le système 19 comprend un ventilateur 25 qui force le flux d’air FF hors du système 2 par une sortie 26.The system 19 comprises a fan 25 which forces the flow of air FF out of the system 2 through an outlet 26.
Le troisième échangeur de chaleur 16 est un composant bien connu de l’homme de métier (il peut être statique à courant croisé comme représenté à la figure 7) ou rotatif (roue tournante de manière continue) dans lequel circulent et se croisent les flux d’air F et FF et dans lequel les flux F et FF s’échangent des calories .The third heat exchanger 16 is a component well known to those skilled in the art (it can be static cross-flow as shown in FIG. 7) or rotary (continuously rotating wheel) in which the flows of air F and FF and in which the flows F and FF exchange calories.
Le flux d’air F traverse le système 2 depuis l’entrée 20 vers le troisième échangeur 16 où il est pré-thermalisé par le flux d’air FF. Ensuite, il pénètre l’enceinte 3 par l’entrée 7 où, selon la configuration, le flux d’air F traverse ou non l’échangeur interne 4 jusqu’au local à chauffer ou climatiser.The flow of air F passes through the system 2 from the inlet 20 to the third exchanger 16 where it is pre-thermalised by the air flow FF. Then it enters the chamber 3 through the inlet 7 where, depending on the configuration, the air flow F or not through the internal heat exchanger 4 to the room to be heated or air-conditioned.
On note que sur la figure 7 l’enceinte 3 est intégrée au système double fluxl 9 mais que cette disposition n’est pas limitative et l’enceinte 3 peut être disposée extérieurement au système double flux 19.It should be noted that in FIG. 7 the enclosure 3 is integrated in the dual flow system 9, but that this arrangement is not limiting and the enclosure 3 can be arranged externally to the double flow system 19.
La trappe 17 est avantageusement en relation fluidique avec l’entrée 23, comme illustré à la figure 7.The hatch 17 is advantageously in fluid relation with the inlet 23, as illustrated in FIG. 7.
Procédé L’invention a également pour objet un procédé de dégivrage de l’échangeur de chaleur externe, l’échangeur de chaleur interne 4 fonctionnant en mode condenseur et l’échangeur de chaleur externe, le procédé comprenant : - une étape d’inversion de cycle thermodynamique, le premier échangeur fonctionnant alors en mode évaporateur et le deuxième échangeur fonctionnant alors en mode condenseur, et - une étape d’activation des moyens de contournements, de préférence par l’unité de pilotage, pour contourner au moins partiellement le premier échangeur de chaleur, avantageusement selon la configuration de la figure 5.The invention also relates to a defrosting method of the external heat exchanger, the internal heat exchanger 4 operating in condenser mode and the external heat exchanger, the method comprising: a step of inversion of the thermodynamic cycle, the first exchanger then operating in evaporator mode and the second exchanger then operating in condenser mode, and a step of activation of the bypass means, preferably by the control unit, to at least partially bypass the first exchanger of heat, advantageously according to the configuration of FIG.
Ainsi, le système selon la présente invention permet un chauffage et une climatisation optimale d’un local sans avoir à arrêter l’amenée d’air dans le local.Thus, the system according to the present invention allows optimal heating and cooling of a room without having to stop the supply of air into the room.
En particulier, l’invention concerne un procédé de dégivrage du deuxième échangeur de chaleur du système 2, le deuxième échangeur de chaleur fonctionnant en mode évaporateur, comprenant une étape d’activation des moyens de contournements 10 par l’unité de pilotage du moyen de commande 13 pour contourner au moins partiellement le premier échangeur de chaleur 4, comme déjà expliqué. L’invention ne se limite bien entendu pas aux modes de réalisation illustrés. En particulier, les moyens de contournement peuvent ne comprendre qu’un unique volet.In particular, the invention relates to a defrosting method of the second heat exchanger of the system 2, the second heat exchanger operating in evaporator mode, comprising a step of activation of the bypass means 10 by the control unit of the control means. control 13 to at least partially bypass the first heat exchanger 4, as already explained. The invention is of course not limited to the illustrated embodiments. In particular, the circumvention means may comprise only one component.
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