FR3149675A1 - Installation thermique multifonctionnelle, comprenant une pompe à chaleur à quantité réduite de fluide frigorigène - Google Patents
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Abstract
Installation thermique multifonctionnelle, comprenant une pompe à chaleur à quantité réduite de fluide frigorigène
La présente invention concerne une installation thermique (10) comportant : un circuit (20) de fluide frigorigène ;
- un compresseur (22), un condenseur (24), un premier (26) et un deuxième (28) échangeurs thermiques, et un premier détendeur (30), disposés sur ledit circuit ; et
- un premier dispositif (34) de connexion, disposé sur ledit circuit.
Dans une première et dans une deuxième configurations du premier dispositif de connexion, le fluide frigorigène cède de l’énergie respectivement au condenseur et au deuxième échangeur thermique.
L’installation comprend en outre un deuxième détendeur (32) et un deuxième dispositif (36) de connexion, disposés sur le circuit.
Dans une première et dans une deuxième configurations du deuxième dispositif de connexion, le fluide frigorigène prélève de l’énergie respectivement au premier échangeur thermique et au deuxième échangeur thermique.
Figure pour l'abrégé : Figure 1
Description
La présente invention concerne une installation thermique, du type comprenant une pompe à chaleur, ladite pompe à chaleur comprenant : un circuit de fluide frigorigène ; un compresseur, un condenseur, un premier et un deuxième échangeurs thermiques, et un premier détendeur, disposés sur ledit circuit ; et un premier dispositif de connexion, disposé sur ledit circuit ; l’installation étant configurée de sorte que, dans une première configuration du premier dispositif de connexion, le compresseur est relié au condenseur pour permettre au fluide frigorigène de céder de l’énergie audit condenseur ; et dans une deuxième configuration du premier dispositif de connexion, le compresseur est relié au deuxième échangeur thermique pour permettre au fluide frigorigène de céder de l’énergie audit deuxième échangeur thermique.
L’invention s’applique particulièrement aux installation thermique pour bâtiments de type habitations.
Dans les logements individuels, il est connu de mettre en œuvre des installations thermiques équipées d’une pompe à chaleur, notamment pour assurer la régulation thermique du bâtiment et le chauffage de l’eau chaude sanitaire. Les pompes à chaleur permettent de diminuer la consommation énergétique d’un facteur 3 à 4 par rapport à un chauffage à énergie fossile telle qu’une chaufferie gaz ou fioul. En outre, l’utilisation de pompes à chaleur permet de diminuer le bilan carbone du bâtiment.
De manière classique, les installations thermiques avec pompes à chaleur utilisent un fluide frigorigène de type fluoré, tel que le HFC-134a. De tels composés permettent notamment des charges supérieures à 1 kg de fluide frigorigène, ce qui est adapté à un circuit de volume élevé. Les composés fluorés ont cependant un impact environnemental important, mesuré par le potentiel de réchauffement global (PRG).
D’autres fluides frigorigènes, tels que les hydrocarbures comme l’isobutane ou le propane, ont un PRG beaucoup plus faible. Cependant, ces composés présentent typiquement une toxicité ou un caractère inflammable. Ces contraintes conduisent à limiter la charge maximale à une quantité réduite, notamment de l’ordre de 150 g, dans les installations sans obligations de surface minimale ou de ventilation. De telles conditions d’utilisation rendent les composés non fluorés incompatibles avec les volumes élevés de circuits de fluide frigorigène.
Il est donc avantageux de concevoir les pompes à chaleur des installations thermiques afin qu’elles ne nécessitent qu’une quantité réduite de fluide frigorigène. Une telle installation thermique est notamment décrite dans le document FR3124586 au nom de la Demanderesse.
Par ailleurs, afin d’optimiser la régulation thermique du bâtiment, il est avantageux de disposer d’une pompe à chaleur réversible, permettant selon les besoins de chauffer ou de refroidir l’air intérieur.
La présente invention a pour but de proposer une installation thermique permettant d’assurer plusieurs fonctions, telles que le chauffage domestique, la climatisation et le chauffage de l’eau sanitaire, tout en nécessitant une quantité réduite de fluide frigorigène.
A cet effet, l’invention a pour objet un une installation thermique du type précité, dans laquelle la pompe à chaleur comprend en outre : un deuxième détendeur disposé sur le circuit de fluide frigorigène ; et un deuxième dispositif de connexion, disposé sur ledit circuit ; et en ce que l’installation est configurée de sorte que, dans une première configuration du deuxième dispositif de connexion, le premier détendeur est disposé en amont du premier échangeur thermique, pour permettre au fluide frigorigène de prélever de l’énergie audit premier échangeur thermique ; et dans une deuxième configuration du deuxième dispositif de connexion, le deuxième détendeur est disposé en amont du deuxième échangeur thermique, pour permettre au fluide frigorigène de prélever de l’énergie audit deuxième échangeur thermique.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, l’installation thermique comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- dans une troisième configuration du premier dispositif de connexion, le compresseur est relié au premier échangeur thermique pour permettre au fluide frigorigène de céder de l’énergie audit premier échangeur thermique ;
- le premier dispositif de connexion comporte une première vanne à quatre voies ; et dans les première et deuxième configurations dudit premier dispositif de connexion, ladite première vanne à quatre voies est respectivement dans une première et dans une seconde positions ;
- dans la troisième configuration du premier dispositif de connexion, la première vanne à quatre voies est dans la seconde position ;
- le premier dispositif de connexion comporte en outre au moins une première vanne simple ; et dans la deuxième configuration dudit premier dispositif de connexion, ladite première vanne simple est fermée ;
- le premier dispositif de connexion comporte en outre au moins une deuxième vanne simple ; et dans la troisième configuration dudit premier dispositif de connexion, ladite deuxième vanne simple est fermée ;
- le deuxième dispositif de connexion comporte une deuxième vanne à quatre voies ; et dans les première et deuxième configurations dudit deuxième dispositif de connexion, ladite première vanne à quatre voies est respectivement dans une première et dans une seconde positions ;
- le deuxième dispositif de connexion comporte en outre un premier et un deuxième clapets anti-retour, disposés sur le circuit de fluide frigorigène, respectivement entre le premier détendeur et le premier échangeur thermique et entre le deuxième détendeur et le deuxième échangeur thermique.
L’invention se rapporte en outre à un procédé de fonctionnement d’une installation thermique telle que décrite ci-dessus, comprenant : un premier mode dans lequel chacun des premier et deuxième dispositifs de connexion est dans la première configuration et le fluide frigorigène prélève de l’énergie au premier échangeur thermique et cède de l’énergie au condenseur ; un deuxième mode dans lequel le premier dispositif de connexion est dans la deuxième configuration, le deuxième dispositif de connexion est dans la première configuration, et le fluide frigorigène prélève de l’énergie au premier échangeur thermique et cède de l’énergie au deuxième échangeur thermique ; et un troisième mode dans lequel le deuxième dispositif de connexion est dans la deuxième configuration et le fluide frigorigène prélève de l’énergie au deuxième échangeur thermique.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, l’installation thermique comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- dans le troisième mode, le premier dispositif de connexion est dans la troisième configuration et le fluide frigorigène cède de l’énergie au premier échangeur thermique ;
- le procédé de fonctionnement comprend en outre un quatrième mode dans lequel : le deuxième dispositif de connexion est dans la deuxième configuration ; et premier dispositif de connexion est configuré de sorte que le fluide frigorigène cède de l’énergie au condenseur.
L’invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins dans lesquels :
Les figures 1 et 2 montrent une installation thermique 10 selon un mode de réalisation de l’invention.
L’installation thermique 10 est intégrée à un bâtiment 12, par exemple une habitation.
L’installation thermique 10 comporte une pompe à chaleur 14 destinée à assurer à la fois la régulation thermique et le chauffage de l’eau chaude sanitaire du bâtiment 12. A cet effet, l’installation thermique 10 comporte en outre : un circuit 16 d’eau chaude sanitaire, comprenant notamment un ballon 17 ; et un circuit 18 de fluide de régulation thermique.
La pompe à chaleur 14 comporte : un circuit 20 de fluide frigorigène ; un compresseur 22 ; un condenseur 24 ; un premier 26 et un deuxième 28 échangeurs thermiques réversibles ; un premier 30 et un deuxième 32 détendeurs ; un premier 34 et un deuxième 36 dispositifs de connexion ; et un module électronique 38 de commande.
De préférence, la pompe à chaleur 14 comporte en outre un ou plusieurs éléments choisis parmi : un premier et un deuxième bulbes 40, chaque bulbe étant relié par un tube capillaire à l’un des premier 30 et deuxième 32 détendeurs ; un filtre 42 déshydrateur ; et une ou plusieurs sondes 44, 45, 46 de pression et/ou de température.
Le circuit de fluide frigorigène 20 comporte une pluralité de branches reliées entre elles par une pluralité de jonctions. Dans le mode de réalisation représenté, le circuit de fluide frigorigène 20 comporte une première 47 et une deuxième 48 jonctions dites « en X » et six jonctions 51, 52, 53, 54, 55, 56 dites « en T ». Par jonction en X et en T, on entend une jonction joignant respectivement quatre branches et trois branches du circuit 20.
Le compresseur 22, le condenseur 24, les premier 26 et deuxième 28 échangeurs et les premier 30 et deuxième 32 détendeurs sont disposés sur le circuit 20.
Le compresseur 22 est apte à comprimer le fluide frigorigène du circuit 20. Plus précisément, lorsque ledit compresseur est en fonctionnement, du fluide frigorigène gazeux à basse pression entre dans ledit compresseur et en ressort à haute pression. Le compresseur 22 détermine ainsi un sens de circulation du fluide frigorigène dans le circuit 20.
Le compresseur 22 est en communication avec le module électronique 38, ledit module étant apte à commander le fonctionnement dudit compresseur.
Dans le mode de réalisation représenté, une sonde de pression 44 est disposée sur le circuit 20 en aval du compresseur 22, soit du côté haute pression. Ladite sonde de pression 44 est également en communication avec le module électronique 38.
L’amont du compresseur 22, soit le côté basse pression dudit compresseur, est relié à une première jonction 51 en T dudit circuit.
Le condenseur 24 est disposé en contact thermique avec le ballon 17 d’eau chaude sanitaire, de sorte à céder de la chaleur à ladite eau chaude sanitaire. Le condenseur 24 est préférentiellement conçu avec un volume interne réduit pour ne nécessiter qu’une faible quantité de fluide frigorigène. Il s’agit par exemple d’un condenseur tel que décrit dans le document FR2963416 au nom de la Demanderesse.
Sur le circuit 20 de fluide frigorigène, une première extrémité du condenseur 24 est reliée à la première jonction 47 en X.
Dans le mode de réalisation représenté, le premier échangeur 26 est un échangeur thermique air/fluide frigorigène. Ledit premier échangeur 26 est relié ou disposé à l’extérieur du bâtiment 12. De préférence, le premier échangeur 26 est équipé d’un premier ventilateur 58 apte à générer un flux d’air extérieur à travers ledit premier échangeur.
Sur le circuit 20 de fluide frigorigène, les extrémités du premier échangeur 26 sont reliées respectivement à une deuxième 52 et à une troisième 53 jonctions en T.
Le deuxième échangeur 28 est apte à échanger de la chaleur avec le circuit 18 de fluide de régulation thermique. Dans le mode de réalisation représenté, le deuxième échangeur 28 est un échangeur thermique air/fluide frigorigène ; et le circuit 18 de fluide est un circuit d’air circulant à l’intérieur du bâtiment 12. De préférence, le deuxième échangeur 28 est équipé d’un deuxième ventilateur 60, apte à générer un flux d’air intérieur dans le circuit 18. De manière optionnelle, le circuit 18 est équipé d’un filtre 62 à particules solides, situé en amont du deuxième échangeur 28.
Sur le circuit 20 de fluide frigorigène, les extrémités du deuxième échangeur 28 sont reliées respectivement à une quatrième 54 et à une cinquième 55 jonctions en T.
Comme détaillé ci-après, chacun des premier 26 et deuxième 28 échangeurs est un échangeur thermique réversible, apte à fonctionner en mode condenseur ou en mode évaporateur.
De préférence, les premier 26 et deuxième 28 échangeurs sont conçus avec un volume interne réduit pour ne nécessiter qu’une faible quantité de fluide frigorigène.
De préférence, les premier 58 et deuxième 60 ventilateurs sont en communication avec le module électronique 38.
Le premier détendeur 30 est situé à proximité du premier échangeur 26. Plus précisément, une première extrémité dudit premier détendeur 30 est relié à la deuxième jonction 52 en T.
Le deuxième détendeur 32 est situé à proximité du deuxième échangeur 28. Plus précisément, une première extrémité dudit deuxième détendeur 32 est relié à la quatrième jonction 54 en T.
Le premier dispositif 34 de connexion comporte une première vanne 64 à quatre voies et plusieurs vannes 66, 68, 70, 72 à deux voies, ou vannes simples. De préférence, la première vanne 64 à quatre voies et les vannes simples 66, 68, 70, 72 sont des électrovannes, en communication avec le module électronique 38 de commande.
La première vanne 64 à quatre voies est reliée à l’aval du compresseur 22, à la seconde extrémité du condenseur 24, à la première jonction 51 en T et à une sixième jonction 56 en T.
Dans le mode de réalisation représenté, le premier dispositif 34 de connexion comporte quatre vannes simples 66, 68, 70, 72. Une première vanne simple 66 est reliée aux troisième 53 et sixième 56 jonctions en T. Une deuxième vanne simple 68 est reliée aux cinquième 55 et sixième 56 jonctions en T. Une troisième 70 et une quatrième 72 vannes simples sont toutes deux reliées à la deuxième jonction 48 en X. Par ailleurs, lesdites troisième 70 et quatrième 72 vannes sont reliées respectivement aux troisième 53 et cinquième 55 jonctions en T.
Le deuxième dispositif 36 de connexion comporte une deuxième vanne 74 à quatre voies et plusieurs clapets anti-retour 75, 76, 77, 78, 79. De préférence, la deuxième vanne 74 à quatre voies est une électrovanne, en communication avec le module électronique 38 de commande.
La deuxième vanne 74 à quatre voies est reliée à la seconde extrémité de chacun des premier 30 et deuxième 32 détendeurs, ainsi qu’à la première 47 et à la deuxième 48 jonctions en X. Dans le mode de réalisation représenté, un filtre 42 déshydrateur est interposé entre la deuxième vanne 74 à quatre voies et la première jonction 47 en X.
Dans le mode de réalisation représenté, le deuxième dispositif 36 de connexion comporte cinq clapets anti-retour 75, 76, 77, 78, 79.
Un premier 75 et un deuxième 76 clapets sont disposés respectivement entre le premier détendeur 30 et la deuxième jonction 52 en T, et entre le deuxième détendeur 32 et la quatrième jonction 54 en T. Chacun desdits clapets 75, 76 interdit la circulation de fluide de ladite jonction 52, 24 vers ledit détendeur 30, 32.
Un troisième clapet 77 est disposé entre la première jonction 47 en X et la deuxième jonction 52 en T. Un quatrième clapet 78 est disposé entre la première jonction 47 en X et la quatrième jonction 54 en T. Un cinquième clapet 79 est disposé entre la première jonction 47 en X et la première extrémité du condenseur 24.
Chacun des troisième 77, quatrième 78 et cinquième 79 clapets interdit la circulation de fluide au départ de la première jonction 47 en X.
Enfin, la deuxième jonction 48 en X est reliée à la première jonction 51 en T.
Sur la , la première vanne 64 à quatre voies est dans une première position. Dans ladite première position de la première vanne 64, l’aval du compresseur 22 est relié à la seconde extrémité du condenseur 24 ; et les première 51 et sixième 56 jonctions en T sont reliées l’une à l’autre.
Sur la , la première vanne 64 à quatre voies est dans une seconde position. Dans ladite seconde position de la première vanne 64, l’aval du compresseur 22 est relié à la sixième jonction 56 en T ; et la première jonction 51 en T est reliée à la seconde extrémité du condenseur 24.
Sur la , la deuxième vanne 74 à quatre voies est dans une première position. Dans ladite première position de la deuxième vanne 74, la première jonction 47 en X est reliée au premier détendeur 30 ; et la deuxième jonction 48 en X est reliée au deuxième détendeur 32.
Sur la , la deuxième vanne 74 à quatre voies est dans une seconde position. Dans ladite seconde position de la deuxième vanne 74, la première jonction 47 en X est reliée au deuxième détendeur 32 ; et la deuxième jonction 48 en X est reliée au premier détendeur 30.
Un procédé de fonctionnement de l’installation 10 va maintenant être décrit. Ledit procédé est mis en œuvre par un programme mémorisé dans le module électronique 38. Le programme permet audit module électronique 38 de commander le compresseur 22, les électrovannes 64, 66, 68, 70, 72, 74 et éventuellement les ventilateurs 58, 60, comme décrit ci-après.
Selon ledit procédé, plusieurs modes de fonctionnement de l’installation 10, décrits ci-après, sont appliqués en fonction des besoins thermiques du bâtiment 12.
Un premier mode de fonctionnement permet la production d’eau chaude sanitaire en prélevant de la chaleur sur l’air extérieur au bâtiment 12.
A cet effet, le premier dispositif 34 de connexion est dans une première configuration. Dans ladite première configuration, la première vanne 64 à quatre voies est dans la première position de la ; et au moins les deuxième 68 et troisième 70 vannes simples sont ouvertes. De préférence, dans ladite première configuration, les première 66 et quatrième 72 vannes simples sont également ouvertes, afin de limiter la consommation électrique desdites vannes.
Par ailleurs, dans le premier mode de fonctionnement, la deuxième vanne 74 à quatre voies est dans la première position de la .
Le compresseur 22 en fonctionnement envoie donc du fluide frigorigène gazeux, sous haute pression, vers la première vanne 64 à quatre voies. Ladite première vanne dirige ledit fluide frigorigène vers le condenseur 24. Ledit fluide cède alors de la chaleur à l’eau du ballon 17 en se condensant à l’état liquide.
Le fluide frigorigène atteint ensuite le premier détendeur 30 par la deuxième vanne 74 à quatre voies et baisse alors en pression. Ledit fluide traverse ensuite le premier échangeur 26. Ledit premier échangeur fonctionne alors en mode évaporateur, le fluide frigorigène prélevant de la chaleur à l’air extérieur tout en passant à l’état gazeux.
Le fluide à l’état gazeux en basse pression rejoint ensuite l’amont du compresseur en traversant la première vanne simple 66.
Par ailleurs, dans le premier mode de fonctionnement, le deuxième échangeur 28 est soumis à la basse pression du compresseur 22 par l’intermédiaire de la deuxième vanne simple 68. Le fluide frigorigène résiduel dans le deuxième échangeur 28 est donc à l’état gazeux, ce qui minimise sa quantité.
Un deuxième mode de fonctionnement permet de chauffer l’air intérieur du bâtiment 12 en prélevant de la chaleur sur l’air extérieur.
A cet effet, le premier dispositif 34 de connexion est dans une deuxième configuration. Dans ladite deuxième configuration, la première vanne 64 à quatre voies est dans la deuxième position de la ; les deuxième 68 et troisième 70 vannes simples sont ouvertes ; et les première 66 et quatrième 72 vannes simples sont fermées.
Par ailleurs, dans le deuxième mode de fonctionnement, la deuxième vanne 74 à quatre voies est dans la première position de la .
Dans le deuxième mode de fonctionnement, le fluide frigorigène gazeux sous haute pression est dirigé vers le deuxième échangeur 28 par la première vanne 64 à quatre voies et la deuxième vanne simple 68. Ledit deuxième échangeur 28 fonctionne alors en mode condenseur, le fluide frigorigène cédant de la chaleur au circuit 18 d’air intérieur tout en se condensant.
Le fluide frigorigène est ensuite envoyé par la deuxième vanne 74 à quatre voies vers le premier détendeur 30, dans lequel il baisse en pression. Puis il traverse le premier échangeur 26 en mode évaporateur. Ledit fluide prélève de la chaleur à l’air extérieur en s’évaporant. Le fluide à l’état gazeux en basse pression rejoint ensuite l’amont du compresseur en traversant la troisième vanne simple 70.
Par ailleurs, dans le deuxième mode de fonctionnement, le condenseur 24 est soumis à la basse pression du compresseur 22 par l’intermédiaire de la première vanne 64 à quatre voies. Le fluide frigorigène résiduel dans le condenseur 24 est donc à l’état gazeux, ce qui minimise sa quantité.
Un troisième mode de fonctionnement permet de refroidir l’air intérieur du bâtiment en transférant de la chaleur à l’air extérieur.
A cet effet, le premier dispositif 34 de connexion est dans une troisième configuration. Dans ladite troisième configuration, la première vanne 64 à quatre voies est dans la deuxième position de la ; les deuxième 68 et troisième 70 vannes simples sont fermées ; et les première 66 et quatrième 72 vannes simples sont ouvertes.
Par ailleurs, dans le troisième mode de fonctionnement, la deuxième vanne 74 à quatre voies est dans la deuxième position de la .
Dans le troisième mode de fonctionnement, le fluide frigorigène gazeux sous haute pression est dirigé vers le premier échangeur 26, par la première vanne 64 à quatre voies et la première vanne simple 66. Ledit premier échangeur 26 fonctionne alors en mode condenseur, le fluide frigorigène cède de la chaleur à l’air extérieur en se condensant.
Le fluide frigorigène est ensuite envoyé par la deuxième vanne 74 à quatre voies vers le deuxième détendeur 32, dans lequel il baisse en pression, puis il traverse le deuxième échangeur 28. Ledit deuxième échangeur fonctionne alors en mode évaporateur, le fluide frigorigène prélevant de la chaleur au circuit 18 d’air intérieur tout en s’évaporant. Le fluide à l’état gazeux basse pression rejoint ensuite l’amont du compresseur en traversant la quatrième vanne simple 72.
Par ailleurs, dans le troisième mode de fonctionnement, le condenseur 24 est soumis à la basse pression du compresseur 22 par l’intermédiaire de la première vanne 64 à quatre voies. Le fluide frigorigène résiduel dans le condenseur 24 est donc à l’état gazeux, ce qui minimise sa quantité.
Un quatrième mode de fonctionnement permet la production d’eau chaude sanitaire en prélevant de la chaleur sur l’air intérieur au bâtiment 12, de sorte à refroidir ledit air intérieur.
A cet effet, le premier dispositif 34 de connexion est dans une quatrième configuration. Dans ladite quatrième configuration, la première vanne 64 à quatre voies est dans la première position de la ; et au moins les première 66 et deuxième 68 vannes simples sont ouvertes.
De préférence, dans ladite quatrième configuration, les troisième 70 et quatrième 72 vannes simples sont également ouvertes, afin de limiter la consommation électrique desdites vannes. La quatrième configuration du premier dispositif 34 de connexion est ainsi identique à la première configuration décrite ci-dessus.
Par ailleurs, dans le quatrième mode de fonctionnement, la deuxième vanne 74 à quatre voies est dans la deuxième position de la .
Dans le quatrième mode de fonctionnement, le fluide frigorigène gazeux sous haute pression est dirigé vers le condenseur 24, par la première vanne 64 à quatre voies. Le fluide frigorigène cède de la chaleur à l’eau du ballon 17 en se condensant.
Le fluide frigorigène est ensuite envoyé par la deuxième vanne 74 à quatre voies vers le deuxième détendeur 32, dans lequel il baisse en pression, puis traverse le deuxième échangeur 28 en mode évaporateur. Le fluide frigorigène prélève de la chaleur au circuit 18 d’air intérieur tout en s’évaporant. Le fluide à l’état gazeux basse pression rejoint ensuite l’amont du compresseur en traversant la deuxième vanne simple 68.
Par ailleurs, dans le quatrième mode de fonctionnement, le premier échangeur 26 thermique est soumis à la basse pression du compresseur 22 par l’intermédiaire de la première vanne 64 à quatre voies et de la première vanne simple 66. Le fluide frigorigène résiduel dans le premier échangeur 26 est donc à l’état gazeux, ce qui minimise sa quantité.
L’installation 10 est donc configurée pour fonctionner selon quatre modes distincts. Chaque mode permet d’isoler et de vider la partie non utilisée du circuit de fluide frigorigène via les clapets anti-retour 75, 76, 77, 78, 79 et par les positions appropriées des électrovannes 64, 66, 68, 70, 72, 74.
Une telle configuration de l’installation 10 permet de minimiser la quantité de fluide frigorigène nécessaire au fonctionnement de l’installation. En particulier, il est possible de dimensionner l’installation 10 pour fonctionner avec une charge de propane (R290) inférieure ou égale à 150 g. Il est ainsi possible d’équiper un bâtiment 12 de l’installation 10 sans contrainte de surface et d’aération dudit bâtiment.
Par ailleurs, l’installation 10 permet de combiner une fonction climatisation avec les fonctions chauffage et eau chaude sanitaire, pour un meilleur confort thermique du bâtiment 12.
Claims (11)
- Installation thermique (10) comprenant une pompe à chaleur (14), ladite pompe à chaleur comprenant :
- un circuit (20) de fluide frigorigène ;
- un compresseur (22), un condenseur (24), un premier (26) et un deuxième (28) échangeurs thermiques, et un premier détendeur (30), disposés sur ledit circuit ; et
- un premier dispositif (34) de connexion, disposé sur ledit circuit ;
l’installation étant configurée de sorte que, dans une première configuration du premier dispositif de connexion, le compresseur (22) est relié au condenseur (24) pour permettre au fluide frigorigène de céder de l’énergie audit condenseur ; et dans une deuxième configuration du premier dispositif de connexion, le compresseur est relié au deuxième échangeur thermique (28) pour permettre au fluide frigorigène de céder de l’énergie audit deuxième échangeur thermique ;
l’installation thermique étant caractérisée en ce que la pompe à chaleur comprend en outre :
- un deuxième détendeur (32) disposé sur le circuit de fluide frigorigène ; et
- un deuxième dispositif (36) de connexion, disposé sur ledit circuit ;
et en ce que l’installation est configurée de sorte que, dans une première configuration du deuxième dispositif de connexion, le premier détendeur (30) est disposé en amont du premier échangeur thermique (26), pour permettre au fluide frigorigène de prélever de l’énergie audit premier échangeur thermique ; et dans une deuxième configuration du deuxième dispositif de connexion, le deuxième détendeur (32) est disposé en amont du deuxième échangeur thermique (28), pour permettre au fluide frigorigène de prélever de l’énergie audit deuxième échangeur thermique. - Installation thermique selon la revendication 1, dans laquelle, dans une troisième configuration du premier dispositif (34) de connexion, le compresseur (22) est relié au premier échangeur thermique (26) pour permettre au fluide frigorigène de céder de l’énergie audit premier échangeur thermique.
- Installation thermique selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle : le premier dispositif de connexion comporte une première vanne (64) à quatre voies ; et dans les première et deuxième configurations dudit premier dispositif (34) de connexion, ladite première vanne à quatre voies est respectivement dans une première et dans une seconde positions.
- Installation thermique selon la revendication 3 prise en combinaison avec la revendication 2, dans laquelle, dans la troisième configuration du premier dispositif (34) de connexion, la première vanne (64) à quatre voies est dans la seconde position.
- Installation thermique selon l’une des revendications 3 ou 4, dans laquelle : le premier dispositif (34) de connexion comporte en outre au moins une première vanne simple (66, 72) ; et dans la deuxième configuration dudit premier dispositif de connexion, ladite première vanne simple est fermée.
- Installation thermique selon l’une des revendications 3 à 5 prise en combinaison avec la revendication 2, dans laquelle : le premier dispositif de connexion comporte en outre au moins une deuxième vanne simple (68, 70) ; et dans la troisième configuration dudit premier dispositif de connexion, ladite deuxième vanne simple est fermée.
- Installation thermique selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle : le deuxième dispositif (36) de connexion comporte une deuxième vanne (74) à quatre voies ; et dans les première et deuxième configurations dudit deuxième dispositif de connexion, ladite première vanne à quatre voies est respectivement dans une première et dans une seconde positions.
- Installation thermique selon la revendication 7, dans laquelle le deuxième dispositif (36) de connexion comporte en outre un premier (75) et un deuxième (76) clapets anti-retour, disposés sur le circuit de fluide frigorigène, respectivement entre le premier détendeur (30) et le premier échangeur thermique (26) et entre le deuxième détendeur (32) et le deuxième échangeur thermique (28).
- Procédé de fonctionnement d’une installation thermique (10) selon l’une des revendications précédentes, comprenant :
- un premier mode dans lequel : chacun des premier (34) et deuxième (36) dispositifs de connexion est dans la première configuration ; et le fluide frigorigène prélève de l’énergie au premier échangeur thermique (26) et cède de l’énergie au condenseur (24) ;
- un deuxième mode dans lequel : le premier dispositif de connexion (34) est dans la deuxième configuration ; le deuxième dispositif de connexion (36) est dans la première configuration ; et le fluide frigorigène prélève de l’énergie au premier échangeur thermique (26) et cède de l’énergie au deuxième échangeur thermique (28) ; et
- un troisième mode dans lequel : le deuxième dispositif de connexion (36) est dans la deuxième configuration ; et le fluide frigorigène prélève de l’énergie au deuxième échangeur thermique (28). - Procédé de fonctionnement selon la revendication 9, d’une installation thermique selon la revendication 2, tel que, dans le troisième mode, le premier dispositif de connexion (34) est dans la troisième configuration et le fluide frigorigène cède de l’énergie au premier échangeur thermique (26).
- Procédé de fonctionnement selon la revendication 10, comprenant en outre un quatrième mode dans lequel : le deuxième dispositif de connexion (36) est dans la deuxième configuration ; et premier dispositif de connexion (34) est configuré de sorte que le fluide frigorigène cède de l’énergie au condenseur (24).
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| FR2963416A1 (fr) | 2010-07-28 | 2012-02-03 | Muller & Cie Soc | Condenseur pour chauffe-eau thermodynamique |
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| US20220034565A1 (en) * | 2020-07-31 | 2022-02-03 | Carrier Corporation | Heat pump system and control method thereof |
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2023
- 2023-06-12 FR FR2305924A patent/FR3149675A1/fr active Pending
-
2024
- 2024-06-10 EP EP24181062.1A patent/EP4477969A1/fr active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2963416A1 (fr) | 2010-07-28 | 2012-02-03 | Muller & Cie Soc | Condenseur pour chauffe-eau thermodynamique |
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