BE1020904A5 - METHOD FOR RENEWING THE AIR OF A BUILDING FOR HYGIENIC PRESERVATION, BUILDING FOR CARRYING OUT SAID METHOD AND HEAT PUMP. - Google Patents
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Description
Procédé permettant le renouvellement de l'air d'un bâtiment pour le conserver hygiénique, bâtiment pour la mise en œuvre du dit procédé et pompe à chaleurMethod for renewing the air of a building to keep it hygienic, building for the implementation of said process and heat pump
Domaine de 1'invention L'invention se rapporte au traitement de l'air des bâtiments, spécialement les bâtiments destinés à abriter des êtres vivants, tout spécialement des personnes.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the treatment of the air of buildings, especially buildings intended to house living beings, especially persons.
L'invention se rapporte plus particulièrement aux bâtiments ventilés et concerne un procédé garantissant en permanence le caractère hygiénique de l'air dans le bâtiment.The invention relates more particularly to ventilated buildings and relates to a method constantly ensuring the hygienic character of the air in the building.
Etat de la techniqueState of the art
La réglementation en vigueur impose de ventiler les bâtiments abritant des êtres vivants, spécialement les locaux publics, les ateliers et les logements. Dans le cas d'une ventilation forcée, de l'air frais est prélevé à l'extérieur du bâtiment, circule dans celui-ci et est ensuite rejeté à l'extérieur. La mise en œuvre de cette technique de ventilation grève le coût des bâtiments et est une source de consommation d'énergie.The current regulations require the breakdown of buildings housing living beings, especially public buildings, workshops and housing. In the case of forced ventilation, fresh air is drawn outside the building, circulates in the building and is then discharged to the outside. The implementation of this ventilation technique strikes the cost of buildings and is a source of energy consumption.
Il est également connu d'utiliser des pompes à chaleur pour le chauffage des bâtiments ou la production d'eau chaude sanitaire. Des pompes à chaleur communément utilisées à cette fin utilisent comme source froide l'air atmosphérique extérieur que l'on envoie dans 1'évaporateur de la pompe à chaleur. Cette technique de production de chaleur a toutefois ses limites, car on court le risque d'un givrage de 1'évaporateur, surtout par temps froid.It is also known to use heat pumps for heating buildings or producing hot water. Heat pumps commonly used for this purpose use as the cold source the outside atmospheric air which is sent into the evaporator of the heat pump. However, this heat production technique has its limits because there is the risk of icing of the evaporator, especially in cold weather.
Résumé de 1'invention L'invention vise à remédier aux inconvénients cités plus haut.SUMMARY OF THE INVENTION The invention aims to remedy the drawbacks mentioned above.
L'invention vise dès lors à fournir un procédé qui réalise, aux moindres frais, à la fois une ventilation hygiénique efficace des bâtiments et la production d'eau chaude à des fins sanitaire et/ou de chauffage.The invention therefore aims to provide a method that achieves, at the lowest cost, both efficient hygienic ventilation of buildings and the production of hot water for sanitary and / or heating purposes.
L'invention vise également à fournir un procédé qui évite un givrage de 1'évaporateur de la pompe à chaleur.The invention also aims to provide a method which prevents icing of the evaporator of the heat pump.
En conséquence, l'invention concerne un procédé permettant le renouvellement de l'air extrait hygiénique d'un bâtiment par extraction mécanique combinée à une récupération d'énergie par pompe à chaleur aux fins de production d'eau chaude sanitaire et de chauffage éventuel du bâtimentAccordingly, the invention relates to a method for the renewal of the hygienic extract air of a building by mechanical extraction combined with energy recovery by heat pump for the production of domestic hot water and possible heating of the building. building
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
Dans le présent mémoire, on entend par l'expression « air extrait hygiénique », de l'air qui a été prélevé à l'extérieur du bâtiment qui circule dans le bâtiment en se mélangeant à l'air ambiant de ce bâtiment et qui en est extrait mécaniquement. Pendant la circulation de l'air dans le bâtiment, un échange de chaleur se fait entre cet air et l'air ambiant du bâtiment. En général, l'air extrait hygiénique est plus chaud que l'air qui a été prélevé à l'extérieur du bâtiment, bien que ce ne soit pas une condition impérative pour la définition de 1'invention.In the present specification, the term "hygienic extracted air" is understood to mean air that has been collected outside the building that circulates in the building by mixing with the ambient air of that building and is extracted mechanically. During the circulation of the air in the building, a heat exchange is made between this air and the ambient air of the building. In general, the hygienic extract air is warmer than the air that was taken outside the building, although this is not a necessary condition for the definition of the invention.
Le procédé selon l'invention s'applique à tous bâtiments destinés à abriter des êtres vivants, ceux-ci étant, par définition, des plantes, des animaux ou des humains. L'invention s'applique de préférence aux êtres humains. Dans la suite du présent mémoire, le vocable « personnes » sera utilisé pour désigner, de manière générale, des êtres humains.The method according to the invention applies to all buildings intended to house living beings, these being, by definition, plants, animals or humans. The invention is preferably applied to humans. In the remainder of this memo, the term "persons" will be used to designate, in a general way, human beings.
Dans le procédé selon 1'invention,.une partie au moins, de préférence la totalité, de l'air extrait hygiénique est envoyée dans 1'évaporateur d'une pompe à chaleur. À cet effet, 1'évaporateur de la pompe à chaleur est normalement disposé dans un boîtier sur la gaine d'extraction d'air. Le boîtier comporte également l'extracteur d'air (généralement un ventilateur) permettant le prélèvement de l'air à l'extérieur du bâtiment par dépression, la circulation à l'intérieur du bâtiment, puis l'extraction de l'air mélangé du bâtiment via la gaine d'extraction susdite où il traverse 1'évaporateur de la pompe à chaleur. Par temps froid, la circulation de l'air extérieur prélevé dans l'ambiance intérieure du bâtiment à pour effet de le réchauffer avant son transfert dans 1'évaporateur ce qui a pour résultat avantageux d'éviter un givrage de 1'évaporateur. La durée optimum de la circulation de l'air dans le bâtiment, avant son envoi dans 1'évaporateur va dépendre de divers paramètres, parmi lesquels figurent notamment le volume du bâtiment, le débit de l'air, et les positions respectives de l'ouïe d'admission de l'air extérieur et de la gaine d'extraction, (liste non limitative). Ces paramètres doivent être déterminés dans chaque cas particulier par l'homme du métier.In the process according to the invention, at least a portion, preferably all, of the hygienic extract air is fed into the evaporator of a heat pump. For this purpose, the evaporator of the heat pump is normally disposed in a housing on the air extraction duct. The housing also includes the air extractor (generally a fan) allowing the extraction of air outside the building by depression, the circulation inside the building, then the extraction of the mixed air of the building. building via the aforementioned extraction duct where it passes through the evaporator of the heat pump. In cold weather, the circulation of outside air taken from the interior of the building has the effect of reheating it before it is transferred to the evaporator, which has the advantageous result of preventing icing of the evaporator. The optimum duration of the circulation of the air in the building, before it is sent to the evaporator, will depend on various parameters, among which include the volume of the building, the air flow, and the respective positions of the building. intake of outside air and extraction duct (non-limiting list). These parameters must be determined in each particular case by those skilled in the art.
La température dans le bâtiment doit être supérieure à 10° Celsius. Elle doit de préférence être suffisante pour éviter' un givrage de 1'évaporateur. Moyennant cette condition, la température dans le bâtiment n'est pas critique pour la définition de l'invention, le compresseur de la pompe à chaleur dispose d'une sécurité complémentaire de type « sécurité basse pression » située sur le fluide calorigène. La température ambiante est avantageusement supérieure à 15°C et inférieure à 35°C. Ces températures sont communément rencontrées dans le cas de bâtiments destinés à abriter des personnes.The temperature in the building must be above 10 ° Celsius. It should preferably be sufficient to prevent icing of the evaporator. With this condition, the temperature in the building is not critical for the definition of the invention, the compressor of the heat pump has a complementary safety type "low-pressure safety" located on the circulating fluid. The ambient temperature is advantageously greater than 15 ° C and less than 35 ° C. These temperatures are commonly encountered in the case of buildings intended to house people.
Dans une forme de réalisation particulière du procédé selon l'invention, on fait circuler l'air extrait hygiénique au contact du compresseur de la pompe à chaleur, avant de l'envoyer dans 1'évaporateur. La chaleur libérée par le compresseur est ainsi récupérée pour réchauffer l'air extrait hygiénique avant son envoi dans 1'évaporateur. Cette forme de réalisation du procédé selon l'invention présente le double avantage de réduire encore le risque de givrage de 1'évaporateur de la pompe à chaleur et d'augmenter la performance de la pompe à chaleur.In a particular embodiment of the process according to the invention, the hygienic extract air is circulated in contact with the compressor of the heat pump, before being sent to the evaporator. The heat released by the compressor is thus recovered to heat the hygienic extract air before being sent to the evaporator. This embodiment of the method according to the invention has the dual advantage of further reducing the risk of icing of the evaporator of the heat pump and increase the performance of the heat pump.
Dans le procédé selon l'invention, la destination de la chaleur libérée au condenseur de la pompe à chaleur (la source chaude de la pompe à chaleur) n'est pas critique pour la définition de l'invention.In the process according to the invention, the destination of the heat released to the condenser of the heat pump (the heat source of the heat pump) is not critical for the definition of the invention.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la chaleur libérée au condenseur de la pompe à chaleur est utilisée pour chauffer de l'eau que l'on envoie dans un accumulateur d'eau chaude sanitaire. Cette forme de réalisation de l'invention est spécialement destinée aux bâtiments conçus pour abriter des personnes.In an advantageous embodiment of the invention, the heat released to the condenser of the heat pump is used to heat water that is sent into a domestic hot water tank. This embodiment of the invention is especially intended for buildings designed to house people.
Dans une autre forme de réalisation avantageuse de l'invention, la chaleur libérée au condenseur de la pompe à chaleur est utilisée pour chauffer le bâtiment. Cette forme de réalisation du procédé selon l'invention peut être combinée à une installation séparée de chauffage du bâtiment, telle qu'une chaudière fonctionnant au bois ou au moyen d'un combustible fossile (gaz naturel ou mazout) (liste exemplative, non exhaustive).In another advantageous embodiment of the invention, the heat released to the condenser of the heat pump is used to heat the building. This embodiment of the method according to the invention can be combined with a separate heating installation of the building, such as a boiler running on wood or with a fossil fuel (natural gas or fuel oil) (illustrative list, not exhaustive). ).
En variante, les deux formes de réalisation avantageuses qui viennent d'être décrites peuvent être combinées. Dans ce cas, une fraction de la chaleur libérée au condenseur de la pompe à chaleur est exploitée pour produire, en priorité, de l'eau chaude sanitaire, le solde étant utilisé pour chauffer le bâtiment lorsque le point de consigne pour l'eau chaude sanitaire est atteint.In a variant, the two advantageous embodiments which have just been described can be combined. In this case, a fraction of the heat released to the condenser of the heat pump is used to produce, in priority, domestic hot water, the balance being used to heat the building when the set point for hot water health care is achieved.
Dans la mise en œuvre du procédé selon l'invention, il peut s'avérer souhaitable de réguler le débit de l'air extrait hygiénique, notamment pour réaliser un confort des personnes défini dans le bâtiment ou pour respecter des normes d'hygiène dans celui-ci. A cet effet, divers paramètres peuvent être pris en considération, tels que le volume du bâtiment, son taux d'occupation, le type d'occupants (plantes, animaux, personnes) la température, le degré hygrométrique et la teneur en dioxyde de carbone (liste exemplative, non exhaustive).In the implementation of the method according to the invention, it may be desirable to regulate the flow of the hygienic extract air, in particular to achieve a comfort of the people defined in the building or to meet hygiene standards in that -this. For this purpose, various parameters can be taken into account, such as the building's volume, its occupancy rate, the type of occupants (plants, animals, people) the temperature, the hygrometric degree and the carbon dioxide content. (illustrative, non-exhaustive list).
Dans une forme de réalisation particulière du procédé selon l'invention, on régule le débit de l'air extrait hygiénique en fonction de la teneur en dioxyde de carbone et/ou du degré hygrométrique de l'air à l'intérieur du bâtiment. La régulation peut être réalisée au moyen de sondes de mesures judicieusement disposées, qui agissent sur un régulateur du débit de l'air extrait.In a particular embodiment of the method according to the invention, the flow rate of the hygienic extract air is regulated as a function of the carbon dioxide content and / or the hygrometric degree of the air inside the building. The regulation can be carried out by means of judiciously arranged measuring probes, which act on a regulator of the flow of the extracted air.
Dans une autre forme de réalisation du procédé selon l'invention, on régule le débit de l'air extrait hygiénique en fonction de la présence ou de l'absence d'êtres vivants (spécialement.des personnes) dans le bâtiment. Cette régulation peut être réalisée automatiquement par programmation horaire ou manuellement, par tout ou rien (on déclenche le ventilateur d'extraction d'air quand le bâtiment est occupé ou susceptible d'accueillir à court terme des occupants et on l'interrompt dans le cas inverse). En variante, la régulation peut être réalisée automatiquement par des capteurs de mouvement et/ou de capteurs infra-rouge.In another embodiment of the method according to the invention, the flow rate of the hygienic extract air is regulated according to the presence or absence of living beings (especially persons) in the building. This regulation can be done automatically by programming time or manually, by all or nothing (it triggers the exhaust fan when the building is occupied or likely to accommodate occupants in the short term and it is interrupted in the case reverse). Alternatively, the regulation can be performed automatically by motion sensors and / or infra-red sensors.
Le procédé selon l'invention trouve une application dans tous les bâtiments destinés à abriter des êtres vivants, tels que des serres destinées à abriter des plantes, des locaux destinés à abriter des animaux (cages de jardins zoologiques, bâtiments d'exploitations agricoles et piscicoles) et des locaux destinés à abriter des personnes. L'invention s'applique tout spécialement aux bâtiments destinés à abriter des personnes, spécialement des bâtiments publics, des salles de spectacles, des salles de sport, des écoles, des piscines publiques ou privées, des locaux administratifs, des ateliers, des logements (maisons, hôtels, complexes d'appartements) (liste exemplative, non exhaustive).The method according to the invention finds application in all buildings intended to house living beings, such as greenhouses for sheltering plants, premises intended to house animals (zoological gardens cages, farm buildings and fish farms). ) and premises intended to house persons. The invention is particularly applicable to buildings intended to house people, especially public buildings, theaters, sports halls, schools, public or private pools, administrative premises, workshops, housing ( houses, hotels, apartment complexes) (illustrative list, not exhaustive).
L'invention concerne dès lors aussi un bâtiment dans lequel on met en œuvre un procédé conforme à l'invention.The invention therefore also relates to a building in which a method according to the invention is implemented.
De manière plus concrète, le bâtiment selon l'invention comprend, d'une part, une installation pour prélever de l'air à l'extérieur du dit bâtiment, et l'extraire du bâtiment et, d'autre part, une pompe à chaleur dont 1'évaporateur est alimenté avec l'air extrait du bâtiment.More concretely, the building according to the invention comprises, on the one hand, an installation for withdrawing air outside said building, and extracting it from the building and, on the other hand, a pump for heat whose evaporator is supplied with the air extracted from the building.
Dans le bâtiment selon l'invention, la circulation de l'air entrant dans le bâtiment a pour objectif de le réchauffer en le mélangeant à l'air ambiant du bâtiment. Une quantité d'air mélangé identique à celle de l'air entrant est envoyé dans 1'évaporateur de la pompe à chaleur avant d'être extrait du bâtiment.In the building according to the invention, the circulation of the air entering the building is intended to heat it by mixing it with the ambient air of the building. A quantity of mixed air identical to that of the incoming air is sent into the evaporator of the heat pump before being extracted from the building.
L'évaporateur de la pompe à chaleur est disposé à l'intérieur du bâtiment et sa position, par rapport à la zone d'admission de l'air extérieur, est déterminée pour assurer un temps de séjour suffisant de l'air dans le bâtiment afin d'assurer un mélange intime avec l'air ambiant. La température de l'air ainsi mélangé est suffisante pour éviter un givrage de 1'évaporateur.The evaporator of the heat pump is arranged inside the building and its position relative to the outside air intake zone is determined to ensure a sufficient residence time of the air in the building to ensure an intimate mix with the ambient air. The temperature of the air thus mixed is sufficient to prevent icing of the evaporator.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le bâtiment incorpore un circuit de production d'eau chaude sanitaire et celui-ci est couplé au condenseur de la pompe à chaleur. Dans cette forme de réalisation, le circuit d'eau chaude sanitaire peut être relié exclusivement au condenseur de la pompe à chaleur, ou conjointement à ce condenseur et à une autre source de chaleur (telle qu'une chaudière alimentée avec un combustible fossile). Dans cette forme de réalisation de l'invention, le circuit de production d'eau chaude peut comprendre, de manière conventionnelle, de l'eau comme fluide caloporteur circulant dans le condenseur de la pompe à chaleur.In an advantageous embodiment of the invention, the building incorporates a domestic hot water production circuit and it is coupled to the condenser of the heat pump. In this embodiment, the domestic hot water circuit can be connected exclusively to the condenser of the heat pump, or together with this condenser and to another heat source (such as a boiler fueled with a fossil fuel). In this embodiment of the invention, the hot water production circuit may conventionally include water as heat transfer fluid circulating in the condenser of the heat pump.
Dans une autre forme de réalisation particulière de l'invention, le bâtiment incorpore un circuit de chauffage du dit bâtiment et celui-ci est couplé-au condenseur de la pompe à chaleur. Dans cette forme de réalisation, le circuit de chauffage peut être relié exclusivement au condenseur de la pompe à chaleur. En variante, le circuit de chauffage du bâtiment peut être relié conjointement au condenseur de la pompe à chaleur et à une autre source de chaleur (telle qu'une chaudière alimentée avec un combustible fossile). Dans cette forme de réalisation de l'invention, le circuit de chauffage du bâtiment peut comprendre, de manière conventionnelle, un circuit d'un fluide caloporteur (habituellement de l'eau) qui est relié en boucle au condenseur de la pompe à chaleur.In another particular embodiment of the invention, the building incorporates a heating circuit of said building and it is coupled to the condenser of the heat pump. In this embodiment, the heating circuit can be connected exclusively to the condenser of the heat pump. Alternatively, the building heating circuit may be connected together with the condenser of the heat pump and another heat source (such as a boiler fueled with a fossil fuel). In this embodiment of the invention, the building heating circuit may conventionally include a coolant circuit (usually water) which is looped to the condenser of the heat pump.
L'invention concerne également une pompe à chaleur de conception nouvelle, utilisable dans le bâtiment selon l'invention défini plus haut. La pompe à chaleur selon l'invention comprend, de manière connue en soi, d'une part, un circuit pour un fluide frigorigène associant un compresseur, un condenseur, un détendeur et un évaporateur et, d'autre part, un dispositif pour la circulation d'air au contact de 1'évaporateur, le dit dispositif comprenant une ouïe d'admission d'air en amont de 1'évaporateur, une ouïe d'évacuation d'air en aval de 1'évaporateur et un ventilateur ; selon l'invention, la pompe à chaleur se caractérise par le fait que le compresseur est situé entre l'ouïe d'admission d'air et 1'évaporateur.The invention also relates to a heat pump of new design, usable in the building according to the invention defined above. The heat pump according to the invention comprises, in a manner known per se, on the one hand, a circuit for a refrigerant combining a compressor, a condenser, an expander and an evaporator and, on the other hand, a device for air flow in contact with the evaporator, said device comprising an air intake port upstream of the evaporator, an air exhaust port downstream of the evaporator and a fan; according to the invention, the heat pump is characterized in that the compressor is located between the air inlet and the evaporator.
Dans une forme de réalisation préférée de la pompe à chaleur selon l'invention, le ventilateur est disposé en aval de 1'évaporateur (le vocable « aval » étant défini par rapport au sens de circulation de l'air dans la pompe à chaleur).In a preferred embodiment of the heat pump according to the invention, the fan is disposed downstream of the evaporator (the term "downstream" being defined with respect to the direction of air circulation in the heat pump) .
Dans une autre forme de réalisation de la pompe à chaleur selon l'invention, celle-ci comprend un boîtier percé de l'ouïe d'admission et de l'ouïe d'évacuation précitées et le compresseur, le condenseur, le détendeur, 1'évaporateur et le ventilateur sont logés dans ledit boîtier, de telle manière que le compresseur et 1'évaporateur soient situés entre les deux ouïes susdites. Dans cette forme de réalisation, le ventilateur est idéalement situé entre 1'évaporateur et l'ouïe d'évacuation.In another embodiment of the heat pump according to the invention, the latter comprises a casing pierced with the aforementioned inlet and outlet louvre and the compressor, the condenser, the expander, 1 The evaporator and the fan are housed in said housing, so that the compressor and the evaporator are located between the two aforementioned ports. In this embodiment, the fan is conveniently located between the evaporator and the exhaust port.
Le procédé et le bâtiment selon l'invention apportent de multiples avantages innovants, parmi lesquels figurent notamment : - la récupération d'énergie en évitant la nécessité d'un cycle de dégivrage ce qui optimise la performance de la pompe à chaleur ; - la récupération de la chaleur sensible et latente de l'air extrait du bâtiment (« air extrait hygiénique ») ; - une récupération d'énergie de manière quasi constante toute l'année, quelle que soit la température extérieure, la température de l'air extrait hygiénique ne variant que peu tout au long de l'année.The method and the building according to the invention provide many innovative advantages, among which include: - the recovery of energy by avoiding the need for a defrost cycle which optimizes the performance of the heat pump; - the recovery of sensible and latent heat from the air extracted from the building ("hygienic extract air"); - energy recovery almost constantly throughout the year, regardless of the outdoor temperature, the temperature of the hygienic extract air varies only slightly throughout the year.
- Une récupération de 1'énergie par convection de l'air sur le compresseur qui s'échauffe à son contact. Le compresseur étant judicieusement disposé dans le flux d'air extrait, juste en amont de 1'évaporateur.- Recovery of energy by convection of air on the compressor that heats on contact. The compressor being conveniently disposed in the flow of exhaust air just upstream of the evaporator.
- le contrôle du degré hygrométrique et de la teneur en C02 de l'atmosphère du bâtiment assurant de la sorte le confort et l'hygiène dans le bâtiment ; - une modulation du débit d'air de ventilation dans le bâtiment, à la demande et en fonction de l'occupation.- the control of the hygrometric degree and the CO2 content of the building atmosphere thus ensuring comfort and hygiene in the building; - a modulation of the ventilation air flow in the building, on demand and according to occupancy.
- Un kit de raccordement de chauffage / sanitaire innovant réalisant une mise en série et/ou parallèle de l'invention avec un système de chauffage existant.- An innovative heating / sanitary connection kit performing a series and / or parallel of the invention with an existing heating system.
Des particularités et détails de l'invention vont apparaître au cours de la description suivante des figures annexées, qui sont des schémas de quelques formes de réalisation particulières de l'invention.Features and details of the invention will become apparent from the following description of the accompanying figures, which are diagrams of some particular embodiments of the invention.
Brève description des figuresBrief description of the figures
La figure 1 est un schéma d'une pompe à chaleur conforme à l'invention ;Figure 1 is a diagram of a heat pump according to the invention;
La figure 2 est un schéma d'une forme de réalisation particulière du bâtiment selon l'invention ; etFigure 2 is a diagram of a particular embodiment of the building according to the invention; and
La figure 3 est un schéma d'une autre forme de réalisation du bâtiment selon l'invention.Figure 3 is a diagram of another embodiment of the building according to the invention.
Dans ces figures les mêmes numéros de référence désignent les mêmes éléments.In these figures, the same reference numerals designate the same elements.
Description détaillée de modes de réalisation particuliersDetailed description of particular embodiments
La pompe à chaleur schématisée à la figure 1 est du type utilisant un gaz comme source froide (généralement de l'air). Elle comprend, à l'intérieur d'un boîtier 8, un condenseur 1, un compresseur 2, un évaporateur 3 et un ventilateur 4. Le boîtier 8 est percé d'une ouïe d'admission d'air 6 et d'une ouïe d'évacuation d'air 7.The heat pump shown schematically in Figure 1 is of the type using a gas as a cold source (usually air). It comprises, inside a housing 8, a condenser 1, a compressor 2, an evaporator 3 and a fan 4. The housing 8 is pierced by an air inlet 6 and a hearing exhaust air 7.
Le ventilateur 4 est situé à proximité immédiate de l'ouie d'évacuation 7 et le compresseur 2 est situé à proximité immédiate de l'ouïe d'admission 6. Pendant le fonctionnement de la pompe à chaleur, de l'air frais est aspiré depuis l'extérieur se mélange à l'air ambiant ou il se réchauffe et pénètre dans le boîtier 8 par le ventilateur 4. L'air aspiré pénètre dans le boîtier 8 par l'ouïe d'admission 6, traverse le boîtier dans le sens de la flèche X et quitte le boîtier par l'ouïe d'évacuation 7.The fan 4 is located in the immediate vicinity of the exhaust port 7 and the compressor 2 is located in the immediate vicinity of the intake port 6. During the operation of the heat pump, fresh air is drawn in from the outside mixes with the ambient air or it heats up and enters the housing 8 by the fan 4. The sucked air enters the housing 8 through the inlet louver 6, passes through the housing in the direction of the X arrow and leaves the housing through the exhaust port 7.
Conformément à l'invention, 1'évaporateur 3 est disposé en aval du compresseur 2, par rapport au sens de circulation de l'air extrait. Ainsi, le compresseur 2 est ventilé par de l'air frais qui s'échauffe à son contact, avant de pénétrer dans 1'évaporateur 3. Toutes autres choses étant égales par ailleurs, ces dispositions respectives du compresseur 2 et de 1'évaporateur 3 augmentent le rendement énergétique de la pompe à chaleur.According to the invention, the evaporator 3 is disposed downstream of the compressor 2, with respect to the direction of circulation of the extracted air. Thus, the compressor 2 is ventilated by fresh air which heats on contact with it, before entering the evaporator 3. All other things being equal, these respective arrangements of the compressor 2 and the evaporator 3 increase the energy efficiency of the heat pump.
Aux figures 2 et 3, la notation de référence 9 désigne un bâtiment dans son ensemble, par exemple une classe d'une école. La paroi 10 du bâtiment est percée de deux ouvertures permettant d'une part l'admission d'air extérieur 11 et, d'autre part l'extraction d'air ambiant par une gaine d'évacuation d'air 12.In Figures 2 and 3, the reference notation 9 designates a building as a whole, for example a class of a school. The wall 10 of the building is pierced with two openings allowing, on the one hand, the admission of outside air 11 and, on the other hand, the extraction of ambient air by an air exhaust duct 12.
La notation de référence 13 désigne, dans son ensemble, une pompe à chaleur du type utilisant de l'air extrait comme source froide. La pompe à chaleur 13 est avantageusement analogue à celle décrite plus haut, en référence à la figure 1. L'évaporateur 3 de la pompe à chaleur 13 est logé dans la gaine 12 servant à évacuer l'air du bâtiment 9 (« air extrait hygiénique »). Des capteurs (non représentés) peuvent être disposés judicieusement dans le bâtiment pour mesurer le degré hygrométrique de l'air du bâtiment à des endroits critiques, sa teneur en dioxyde de carbone et sa température et comparer les mesures relevées à des valeurs de consigne. Ces capteurs sont couplés au moteur du ventilateur 4, pour démarrer celui-ci, l'arrêter ou régler sa vitesse en fonction des mesures relevées et des valeurs de consigne. L'installation peut également comprendre un commutateur à fonctionnement manuel pour démarrer le ventilateur 4 lorsque le bâtiment 9 est occupé ou l'arrêter lorsqu'il est vide. En variante, la commutation peut être actionnée automatiquement au moyen d'une programmation horaire et/ou d'un détecteur de présence de personnes dans le bâtiment (détecteur de mouvement ou détecteur à infra-rouge).The reference notation 13 designates, as a whole, a heat pump of the type using extracted air as a cold source. The heat pump 13 is advantageously similar to that described above, with reference to FIG. 1. The evaporator 3 of the heat pump 13 is housed in the sheath 12 used to evacuate the air of the building 9 ("extracted air hygienic "). Sensors (not shown) can be conveniently located in the building to measure the hygrometric degree of building air at critical locations, its carbon dioxide content, and its temperature, and to compare measured readings with setpoints. These sensors are coupled to the fan motor 4, to start it, stop it or adjust its speed according to the measured readings and the set values. The installation may also include a manually operated switch for starting fan 4 when building 9 is busy or shutting down when empty. Alternatively, the switching can be operated automatically by means of a time programming and / or a presence detector of people in the building (motion detector or infra-red detector).
Dans l'installation de la figure 2, le condenseur 1 de la pompe à chaleur est raccordé à un circuit d'eau 14 servant de fluide caloporteur pour la production d'eau chaude sanitaire dans un réservoir 15. Le réservoir 15 est raccordé (référence 16) au réseau public de fourniture d'eau et au circuit 17 d'eau sanitaire du bâtiment 9. Pendant l'occupation du bâtiment 9 par un groupe de personnes (par exemple une classe d'enfants), la pompe à chaleur 13 est active, de sorte que, sous l'action de son ventilateur, de l'air frais est soutiré de l'extérieur, pénètre dans le bâtiment 9 par une gaine ou par des entrées d'air 11, circule dans le bâtiment et est extrait de celui-ci via la gaine 12 où il traverse 1'évaporateur 3. Pendant sa circulation dans le bâtiment 9, depuis l'admission d'air 11 jusqu'à la gaine 12, l'air s'échauffe. Dans la gaine 12, l'air à température ambiante extrait du bâtiment (« air extrait hygiénique ») traverse 1'évaporateur où il cède sa chaleur sensible + latente.In the installation of FIG. 2, the condenser 1 of the heat pump is connected to a water circuit 14 serving as heat transfer fluid for the production of domestic hot water in a tank 15. The tank 15 is connected (reference 16) to the public water supply network and the sanitary water circuit 17 of the building 9. During the occupation of the building 9 by a group of people (for example a class of children), the heat pump 13 is active, so that, under the action of its fan, fresh air is withdrawn from the outside, enters the building 9 by a sheath or by air inlets 11, circulates in the building and is extracted of it via the sheath 12 where it passes through the evaporator 3. During its circulation in the building 9, from the air intake 11 to the sheath 12, the air is heated. In the sheath 12, the air at room temperature extracted from the building ("hygienic extract air") passes through the evaporator where it transfers its sensible + latent heat.
Dans l'installation schématisée à la figure 3, le condenseur 4 de la pompe à chaleur 13 est raccordé en dérivation au circuit d'eau 14 (servant à la production d'eau chaude sanitaire dans le réservoir 15) et à un circuit de chauffage 18 du bâtiment, incorporant des corps de chauffe 19. Une vanne à trois voies 20 permet de passer en mode chauffage lorsque la température du point de consigne de stockage d'eau chaude sanitaire est atteinte à la sonde de température 25 du réservoir 15. La pompe à chaleur peut être raccordée à une installation de chauffage existante ou complémentaire via un dispositif hydraulique particulier assurant comportant deux clapets anti-retour 23 et une vanne de décharge de sécurité de débit d'eau 24 et assurant toujours la priorité de la pompe à chaleur par rapport à la production de chauffage existante ou complémentaire 21 (chaudière alimentée avec un combustible fossile -gaz naturel, charbon ou mazout-, chaudière à bois ou pellets, thermoplongeur électrique) (liste non limitative,...)· En fonction des besoins en chauffage, lorsque la pompe à chaleur suffit à assurer seule le chauffage du bâtiment, l'eau chaude sera envoyée vers les émetteurs de chauffage 19 directement via le clapet anti-retour 23 sans passer par le système de production thermique complémentaire 21. Lorsque Les besoins augmentent et que la pompe à chaleur ne suffit plus à elle seule à suppléer aux besoins de chauffage le dispositif de production thermique complémentaire 21 est requis. Celui-ci 21 est mis en service en même temps que son circulateur 22. Les débits d'eau des deux circulateurs s'additionnent alors .La production thermique de la pompe à chaleur 13 est ainsi toujours hydrauliquement en aval du dispositif complémentaire 21. Cet arrangement hydraulique innovant permet de toujours obtenir en priorité le mode de chauffage le plus énergétiquement performant par pompe à chaleur 13. Il évite aussi les pertes thermiques via le dispositif complémentaire 21 lorsque la pompe à chaleur suffit à elle seule à la production thermique de chauffage. Il assure d'autre part la plus basse température de retour au condenseur de la pompe à chaleur lorsque les deux systèmes doivent fonctionner de manière concomitante.In the installation shown diagrammatically in FIG. 3, the condenser 4 of the heat pump 13 is connected bypass to the water circuit 14 (used for the production of domestic hot water in the tank 15) and to a heating circuit 18 of the building, incorporating heating elements 19. A three-way valve 20 makes it possible to switch to heating mode when the temperature of the hot water storage set point is reached at the temperature probe 25 of the tank 15. The The heat pump may be connected to an existing or additional heating installation via a particular hydraulic device providing two check valves 23 and a water flow safety relief valve 24 and always ensuring the priority of the heat pump. compared to existing or additional heating production 21 (boiler fueled with fossil fuel - natural gas, coal or oil -, wood boiler or pellets , electric immersion heater) (non-limiting list, ...) · Depending on the heating requirements, when the heat pump is sufficient to ensure the heating of the building alone, the hot water will be sent to the heating transmitters 19 directly via the check valve 23 without going through the additional thermal production system 21. When the needs increase and the heat pump is no longer sufficient on its own to provide for heating needs the additional thermal production device 21 is required. The latter 21 is put into service at the same time as its circulator 22. The water flows of the two circulators are then added. The thermal output of the heat pump 13 is thus always hydraulically downstream of the complementary device 21. This Innovative hydraulic arrangement always makes it possible to obtain, as a priority, the most energy-efficient heating mode by heat pump 13. It also avoids thermal losses via the additional device 21 when the heat pump is sufficient on its own for heating heat production. On the other hand, it ensures the lowest return temperature to the condenser of the heat pump when both systems are to operate concomitantly.
Claims (17)
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