BE895393A - Pompe a chaleur solaire a sous-refroidissement controle. - Google Patents

Description

  DEMANDEUR: GERARD Philippe

  
 <EMI ID=1.1> 

  
TITRE Pompe chaleur solaire à Bous-refroidissement contrôlé.

  
-Par commodité, nous écrivons . pompe à chaleur : PAC <EMI ID=2.1> 

  
L'originalité du procédé consiste dans le couplage d'un capteur solaire à détente directe ( le fréon est évaporé directement dans

  
 <EMI ID=3.1> 

  
liquide à l'entrée du capteur.

  
Alors que le capteur seul permet un gain de rendement instantané de plus ou moins 15 % par rapport à une pompe à chaleur ( PAC ) classique à évaporateur ventilé, le SRC améliore le rendement de 35 % dans les mimes conditions, c'est-à-dire sans soleil, ni pluie.

  
 <EMI ID=4.1> 

  
tuellement en fonctionnement.

  
1) Différences par rapport aux autres PAC

  
 <EMI ID=5.1> 

  
Les PAC air/air ou air/eau actuellement commercialisées sont équipées d'un évaporateur ventilé mécaniquement.

  
Le moteur du ventilateur consomme entre 12 et 15 % de la puissance du compresseur.

  
 <EMI ID=6.1> 

  
givre et se colmate progressivement. 

  
Il'faut donc, toutes les 45 minutas de fonctionnement, dégivrer l'évaporateur en inversant le cycle de la PAC pendant 4 minutes.

  
 <EMI ID=7.1> 

  
est le rapport de la puissance thermique fournie sur la puissance consommée au réseau.

  
 <EMI ID=8.1> 

  
Une amélioration concernant le dégivrage et l'exploitation du rayonnement solaire incident a été apportée en remplaçant l'évaporateur extérieur par

  
 <EMI ID=9.1> 

  
eau/eau.

  
 <EMI ID=10.1> 

  
culateur à forte perte de charge qui consonne lui aussi 12 % de la puissance du compresseur.

  
En outre, la viscosité du fluide glycolé augmentant avec la diminution de

  
 <EMI ID=11.1> 

  
1-3 : PAC solaires à détente directe :

  
Pour pallier aux inconvénients cités aux postes 1-1 et 1-2, certaines sociétés ont mis au point des PAC à évaporateurs statiques constitués de capteurs nue exposés au soleil.

  
D'où : <EMI ID=12.1> 

  
On récupère la puissance du moteur du ventilateur ou de la pompe à eau

  
 <EMI ID=13.1>  <EMI ID=14.1> 

  
Vient s'ajouter la suppression du dégivrage, l'apport du rayonnement solaire incident, et l'apport par le refroidissement de l'eau de pluie.

  
Soit une amélioration moyenne pouvant atteindre 35 % annuels. 

  
1-4 : PAC solaire à détente directe + SRC

  
C'est l'objet de ce brevet.

  
 <EMI ID=15.1>  ( voir fig. 1 dessin A )

  
1. Le capteur nu servant d'évaporateur

  
 <EMI ID=16.1> 

  
3. Le compresseur

  
4. Le condenseur

  
5. La vanne de détente.

  
Rem.: - Les accessoires tels que : filtre sécheur, voyant liquide,

  
 <EMI ID=17.1> 

  
font partie du circuit de base da toute Machina frigorifique.

  
- La PAC solaire peut posséder un ou plusieurs capteurs;

  
dans ce cas, il y aura plusieurs électrovannea alimentées en parallèle, exactement comme n'importe quelle machine frigo-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
( voir fig. 1 dessin B )

  
1. Le ( ou les ) capteur. (s) ne servant d'évaporateur (s)

  
4. Le compresseur

  
5. La condenseur

  
 <EMI ID=19.1> 

  
Par contre, certaines particularités apparaissent :

  
 <EMI ID=20.1> 

  
 <EMI ID=21.1> 

  
7. Amplificateur électronique différentiel destiné à assurer une

  
 <EMI ID=22.1> 

  
vanne de détente par une résistance chauffante 10.

  
8 et 9. Sont les sondes de mesures de températures.

  
2) Principe de fonctionnement :

  
Le fréon liquide sortent du condeneeur subit les sous-refroidissements suivante :

  
6[deg.] dans le condenseur

  
5[deg.] dans l'échangeur d'aspiration

  
18[deg.] dans le réévaporateur.

  
Soit 29[deg.] en arrivant à la vanne de détente contre 6[deg.] pour une PAC classique. 

  
Si nous reportons les différente points de fonctionnement dans le diagramme enthalpique du R 22, nous constatons que ce soue-refroidissement de 29[deg.] au lieu de 6[deg.] et que le surchauffe à l'aspiration de 2[deg.] au lieu de 15[deg.] apportent une augmentation théorique de COP de 41 %.

  
( voir fig. 2 )

  
Le diagramme en traits pointillés correspond à une PAC classique, celui en traits pleine à la PAC solaire.

  
De plus, ce principe_apporta les avantages^ suivants : <EMI ID=23.1>  élevé de la vanne. 
- Alimentation des capteurs par du fréon pauvre en vapeurs <EMI ID=24.1> 
- Les capteurs fonctionnement en mode noyé , et du fréon liquide peut en sortir.

  
Ce liquide, en s'évaporant dans le réévaporateur est lo source du

  
 <EMI ID=25.1> 
- L'utilisation maximum de la superficie de capteurs ( mode noyé ) et un meilleur transfert calorifique tuyaux / fréon ( titre faible en vapeurs ). <EMI ID=26.1>  rendement et Meilleur refroidissement de celui-ci.
- Un bon retour d'huile par la phase liquide.

  
3) Précautions :

  
 <EMI ID=27.1> 

  
Un régulateur différentiel électronique est nécessaire pour linéariser la réponse de la vanne.

  
Ce régulateur agit sur un bulbe de la vanne par une résistance chauffante.

  
4) Réalisation :
a) Les éléments frigorifiques de la PAC solaire se calcul_de la mente  manière que n'importe quelle machine frigorifique, en fonction de la puissance de celle-ci. Le gamme standard de puissances eat prévue pour des compresseurs de 2,5 chevaux, 3 CU, 4 CU et 5 CV.

  
 <EMI ID=28.1> 

  
Suivant la place disponible pour la pose des capteurs ( il faut

  
 <EMI ID=29.1> 

  
avec 2,3 ou 4 vannes de détente dans la PAC.

  
Le principe énoncé dans ce brevet est valable pour des PAC de forte puissance ( jusqu'à 20 CV ) à deux ou trois compresseurs.

  
b) Le régulateur électronique est un simple amplificateur différentiel à sortie analogique raccordée sur la résistance chauffante.

  
Il meure la température à la sortit dea panneaux, à l'aspiration du compresseur et règle la différence entre ces deux températures

  
 <EMI ID=30.1>