CA2063882A1

CA2063882A1 - Kit for converting an air conditioning uniti into a heat pump

Info

Publication number: CA2063882A1
Application number: CA 2063882
Authority: CA
Inventors: Alex Alexandre; Andre Alexandre; Jean-Paul Alexandre
Original assignee: Individual
Current assignee: ALEXANDRE JEAN PAUL
Priority date: 1992-03-24
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 1993-09-25

Abstract

PRÉCIS

Méthode pour convertir une unité de climatisation en pompe thermique capable de fonctionner aussi bien dans un mode de chauffage que dans un mode de réfrigération. Cette méthode s'applique aux unités de climatisation d'édifices résidentiels, commerciaux ou industriels, et permet d'utiliser les équipements installés sans avoir à les déplacer. La méthode consiste notamment à ajouter une valve pour modifier le sens du débit du réfrigérant, à ajouter un circuit de déviation autour de la valve d'expansion et de modifier le condenseur en lui créant une entrée supplémentaire. La méthode permet de bénéficier des avantages d'une pompe thermique à moindre coût. SPECIFIC

Method for converting an air conditioning unit as a heat pump capable of operating equally well in a heating mode than in a refrigeration mode. This method applies to building air conditioning units residential, commercial or industrial, and allows to use the installed equipment without having to move. The method includes adding a valve to change the direction of the refrigerant flow, add a deflection circuit around the expansion valve and modify the condenser by creating an entry additional. The method makes it possible to benefit from advantages of a lower cost heat pump.

Description

20~3~2 La pr~sente invention concsrne une m~thode pour convertir une unit~ de climatisation en pompe thermique capable de fonctionner aussi bien dans un mode de chauffage que dans un mode de réfrigération. Cette méthode s'applique aux unités de climatisation d'édi~ices résidentiels, commerciaux ou industriels.
~ u cours des années, de nombreuses unités de climatisation ont ~té installées dans tous les types d'édi~ices pour augmenter le confort des occupants, ou pour satisfaire les critères de température pour le fonctionnement d'~quipements ou l'entreposage de marchandises. ~vec le développement de la technologie, certaines firmes ont développ~ des machines plus sophistiqu~es permettant de circuler le réfrigéxant dans les deux sens afin de les faire fonctionner sur un mode de chauffage ou un mode de réfrigération. Ces machines sont appelées pompes thermiques.
La conception des pompes thermiques permet de réduire consid~rablement le coût d'~nergie requis pour le chauffage, plus particulièrement dans les saisons du printemps et de l'automne ainsi que pendant certains jours d'hiver où la température n'est pas trop élev~e. De plus, les compagnies d'électricité favorisent leur utilisation par la création de tarifs d'electricit~ considérablement plus bas que ceux chargés normalement, étant donn~ qu'ils permettent une bonne éaonomie d'énergie.
Bien que les pompes thermiques permettent des Aconomies d'~nergie importantes, leur coût d'achat est assez ~levé. Le coût de remplacement des unites da climatisation pour des pompes thermiques s'av~re alors tr~s important et il augmente ainsi de beaucoup de temps d'amortissement de l'investissement. Dans le cas d'unit~s de climatisation de grande capacité, ceci impliquera beaucoup de main-d'oeuvre et des ~quipements imposants, comme par exemple des grues, -' -`

:

- 7,~38~2 afin de remplacer les équipements.
Pour solutionner ]e problème exposé précédemment, la présente invention propose de modifier une unité de i climatisation, qui peut etre déjà installée dans un édifice, afin qu'elle puisse fo3lctionner comme une pompe thermique.
Ceci permet ainsi de réduire considérablement les coûts nécessaires pour pouvoir profiter des avantages d'une pompe thermique.
La présente invention propose donc une méthode pour convertir une unité de climatisation en pompe thermique capable de fonctionner aussi bien dans un mode de chauffage que dans un mode de réfrig~ration, l'unité de climatisation comprenant:
- un premier échangeur de chaleur appelé
"évaporateur", pourvu d'une entrée et d'une sortie;
- un deuxième échangeur de chaleur appel~
"condenseur" pourvu d'une entrée, d'une sortie et d'au moins un tube;
- un compresseur, pourvu d'une entr~e et d'une sortie, monté entre la sortie de l'~vaporateur et l'entrée du condenseur;
- un moyen d'expansion situ~ entre la sortie du condenseur et l'entr~e de l'évaporakeur; et - un ensemble de conduits permettant la circulation d'un réfrigérant à l'~tat liquide ou gazeux entre l'évaporateur, le compresseur, le condenseur et le moyen d'expansion.
Cette méthode est caract~risée en ce qu'elle comprend les etapes suivantes:
- on installe une premi~re valve unidirectionnelle à la sortia du condenseur de façon à n'y permettre que la sortie du réfrigérant;
- on installe une valve ayant deux positions, la - première position, sélectionnée pour opérer en mode de - 20~3g~2 chauffage, perme-ttant ~ la sortie du condenseur d'être reli~e à l'entree du compresseur et à la sortie du compresseur d'etre reliée à l'entrée de l'évaporateur, la deuxième position, sélectionnée pour opérer en mode de réErigération, permettant à la sortie de l'évaporateur d'être reliée à l'entrée du compresseur et à la sortie du compresseur d'etre reliée à l'entrée du condenseur;
- on installe un conduit de déviation muni d'une seconde valve unidirectionnelle, entre l'entrée de l'évaporateur et la première valve unidirectionnelle de fa~on à faire d~vier le réfrigérant autour du moyen d'expansion lorsque le réfrigérant circule de l'~vaporateur vers le moyen d'expansion;
- on sectionne au moins un tube du condenseur, de préf~rence plusieurs, poux lui installer un raccord pourvu de trois branches, deux des branches ~tant reliées à leur tube sectionné correspondant et la troisième branche étant reliée, à l'aide d'un conduit de raccordement, à un conduit supplémentaire muni d'une troisième valve unidirectionnelle qui ne laisse passer le r~frigérant que vers le raccord et ~ui est reliée au conduit s'étendant entre la premiare valve unidirectionnelle et le moyen d'expansion, le conduit supplémentaire et le ou les conduits de raccordement formant un circuit alternatif, le circuit alternatif étant muni d'un second mo~en d'expansion.
L'unité de climatisation modifiée permet, une fois la conversion compl~tée, de fonctionner dans le mode de chauffage ou de réfrigération.
Selon un mode de réalisation pr~feré de l'invention, la méthode comprend également l'étape supplémentaire consistant à installer un accumulateur de réfrigérant à l'entr~e du compresseur.
Le moyen d'expansion peut ~tre soit une valve d'expansion, soit un ensemble d'au moins un tube capillaire.

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. . . .

- 20~3882 Dans ce dernier cas, une quatrième valve unidirectionnelle est installée de fac,on ~ empecher le réfrigérant de circuler dans le ou les tubes capillaires lorsqu'il circule dans le conduit de déviation.
Le second moyen d'expansion peut également être soit une valve d'expansion, soit un ensemble d'au moins un tube capillaire, soit un ensemble de valves d'expansion où
chacun des conduits de raccordement est muni d'une valve d'expansion, soit un ensemble de tubes capillaires où chaque tube sectionn~ est muni d'au moins un tube capillaire.
La méthode peut également comprendre l'une des étapes ou une combinaison des étapes supplémentaires suivantes:
- on vidange le réfrigérant au debut des étapes de conversion, le réfrigérant pouvant y être récup~r~ pour utilisation future ou pour sa destruction par des moyens appropriés;
- on remplit l/unité de climatisation modifiée de réfrigérant;
- on calibre la quantité de réfrigérant pour pouvoir opérer l'unité durant les saisons d'été ou d'hiver;
- on installe un élément chauffant puissant pour chauffer le compresseur afin qu'il puisse être utilisé par temps froid:
- on installe un thermostat chronométré afin d'amorcer des op~rations visant à dégeIer le condenseur.
L'invention sera mieux comprise ~ la lecture non limitative qui suit d'un mode de r~alisation pr~fér~ de l'invention faite en se référant aux dessins annex~s dans lesquels:
la figure 1 représente un schéma de fonctionnement d'une unité conventionnelle de climatisation, la figure 2 représente un ssh~ma de fanctionnement - d'une unité de climatisation modifi~e selon la m~thode de ' ' .

~06388~

l'invention et fonctionnant dans un mode de chauffage, la figure 3 représente un schéma de fonctionnement d'une unit~ de climatisation modifiée selon la méthode de l'invention et fonctionnant dans un mode de climatisation.
I,es unités de climatisation fonctionnent selon certains principes thermodynamiques utilisant les propriétés de substances réfrigérantes. Tel qu'illustré à la figure 1, ces appareils sont composés d'un compresseur 10 servant ~
comprimer le réfrigérant, d'un condenseur 40 consistant en un échangeur de chaleur entre l'air des pièces à climatiser et le r~Erigérant, d'un moyen d'expansion 60, consistant en une valve d'expansion ou un ensemble d'au moins un tube capillaire servant à faire passer le réfrigérant d'une hauta à une basse pression, et d'un évaporateur 80 consistant en un échangeur de chaleur entre l'air extérieur et le réfrigérant. Ces ~léments sont les composantes minimales pour constituer un système de climatisation.
Le réfrigérant circule dans un ensemble de conduits 90, 92, 94 et 96 qui relient, èn un circuit fermé, les diverses composantes de l'unité de climatisation. Il y circule sous forme liquide ou gazeuse selon les effets des pressions et des temp~ratures du système. Le choix du réfrigérant dépend notamment des températures d'utilisation et du type de compresseur 10. D~autres caractéristiques importantes ~ consid~rar sont la tendance ~ produire la corrosion, la miscibilité avec l'huile du compresseur 10, la stabilité, le coefficient de performance et le coût.
Lors du fonctionnement du climatiseur, le réfrigérant à l'état de vapeur surchauffée et à basse pression est pompé par le compresseur 10 et amené à une pression plus ~levée, ce qui a pour effet d'augmenter sa température. Le réfrigérant est ensuite acheminé par le conduit 90 jusqu'au condenseur 40 o~ il y circule dans des serpentins d'échange de chaleur (non repr~sent~s) autour ,' - 20 ~ 3 ~ 2 The present invention relates to a method for convert an air conditioning unit into a heat pump able to operate as well in a heating mode than in a refrigeration mode. This method applies air conditioning units in residential buildings, commercial or industrial.
~ Over the years, many units of air conditioning have been installed in all types buildings to increase the comfort of the occupants, or to meet the temperature criteria for the operation of equipment or storage of merchandise. ~ with the development of technology, some firms have developed more machines ~ es allowing circulation of the refrigerant in the two directions in order to make them work in a mode of heating or cooling mode. These machines are called heat pumps.
The design of the heat pumps allows considerably reduce the energy cost required for the heating, especially in the seasons of spring and fall as well as on certain days winter when the temperature is not too high. Furthermore, electricity companies promote their use by the creation of electricity tariffs ~ considerably more lower than those charged normally, since they allow good energy saving.
Although heat pumps allow Significant energy savings, their purchase cost is quite ~ lifted. The cost of replacing air conditioning units for heat pumps is then very important and so it increases the amortization time by a lot investment. In the case of air conditioning units large capacity, this will involve a lot of manpower and impressive equipment, such as cranes, -'-``

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- 7, ~ 38 ~ 2 to replace the equipment.
To solve the problem previously exposed, the present invention proposes to modify a unit of i air conditioning, which can already be installed in a building, so that it can operate as a heat pump.
This thus considerably reduces costs necessary to enjoy the benefits of a pump thermal.
The present invention therefore provides a method to convert an air conditioning unit into a heat pump able to operate as well in a heating mode that in a refrigeration mode, the air conditioning unit including:
- a first heat exchanger called "evaporator", provided with an inlet and an outlet;
- a second heat exchanger called ~
"condenser" with an inlet, an outlet and at least a tube;
- a compressor, provided with an inlet and a outlet, mounted between the outlet of the ~ vaporizer and the inlet condenser;
- a means of expansion located between the outlet of the condenser and the entry of the evaporator; and - a set of conduits allowing circulation a refrigerant in the ~ liquid or gaseous state between the evaporator, the compressor, the condenser and the medium expansion.
This method is characterized in that it includes the following steps:
- a first unidirectional valve is installed to the sortia of the condenser so as to allow only the refrigerant outlet;
- a valve with two positions is installed, the - first position, selected to operate in - 20 ~ 3g ~ 2 heating, allows ~ the output of the condenser to be connected to the compressor inlet and the outlet of the compressor to be connected to the evaporator inlet, the second position, selected to operate in re-cooling, allowing the evaporator outlet to be connected to the compressor inlet and the outlet of the compressor to be connected to the inlet of the condenser;
- a deflection pipe fitted with a second one-way valve, between the inlet of the evaporator and the first unidirectional valve of fa ~ on to deflect the refrigerant around the means expansion when the refrigerant flows from the ~ vaporizer towards the means of expansion;
- at least one condenser tube is cut, preferably several, lice install a fitting provided of three branches, two of the branches ~ both connected to their corresponding sectioned tube and the third branch being connected, using a connection duct, to a duct additional with a third unidirectional valve which lets the refrigerant pass only to the connection and ~ ui is connected to the conduit extending between the first valve unidirectional and the means of expansion, the conduit additional and the connecting duct (s) forming an alternative circuit, the alternative circuit being provided with a second mo ~ in expansion.
The modified air conditioning unit allows, once conversion complete, to operate in the heating or refrigeration.
According to an embodiment pr ~ feré de the invention, the method also includes the step additional consisting of installing a storage battery refrigerant at the compressor inlet.
The expansion means can be either a valve expansion, or a set of at least one capillary tube.

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. . . .

- 20 ~ 3882 In the latter case, a fourth unidirectional valve is installed in college, we ~ prevent the refrigerant from circulating in the capillary tube (s) when it circulates in the bypass duct.
The second means of expansion can also be either an expansion valve or a set of at least one capillary tube, a set of expansion valves where each of the connection conduits is fitted with a valve expansion, a set of capillary tubes where each sectioned tube ~ is provided with at least one capillary tube.
The method may also include one of the steps or a combination of additional steps following:
- the refrigerant is drained at the start of the conversion, the refrigerant can be recovered there ~ r ~ for future use or for its destruction by means appropriate;
- the modified air conditioning unit is filled with refrigerant;
- we calibrate the amount of refrigerant to be able to operate the unit during the summer or winter seasons;
- we install a powerful heating element to heat the compressor so that it can be used by cold weather:
- we install a timed thermostat so to initiate operations aimed at degeIing the condenser.
The invention will be better understood ~ reading no limiting which follows from a mode of realization pr ~ fer ~ of the invention made with reference to the accompanying drawings ~ s in which:
Figure 1 shows a working diagram a conventional air conditioning unit, Figure 2 shows a ssh ~ ma of fanctionnement - an air conditioning unit modified according to the method of '' ~ 06388 ~

the invention and operating in a heating mode, Figure 3 shows a working diagram of an air conditioning unit modified according to the the invention and operating in an air conditioning mode.
I, the air conditioning units operate according to certain thermodynamic principles using the properties refrigerants. As shown in Figure 1, these devices are composed of a compressor 10 serving ~
compress the refrigerant, a condenser 40 consisting of a heat exchanger between the air in the rooms to be conditioned and the Erigrant, of a means of expansion 60, consisting of an expansion valve or a set of at least one tube capillary used to pass the refrigerant from a high at a low pressure, and an evaporator 80 consisting of a heat exchanger between the outside air and the refrigerant. These ~ elements are the minimum components to form an air conditioning system.
The refrigerant circulates in a set of conduits 90, 92, 94 and 96 which connect, en a closed circuit, the various components of the air conditioning unit. There is circulates in liquid or gaseous form depending on the effects of system pressures and temperatures. The choice of refrigerant depends in particular on operating temperatures and compressor type 10. Other features important to consider are the tendency to produce corrosion, miscibility with compressor oil 10, stability, performance coefficient and cost.
When the air conditioner is operating, the refrigerant in superheated and low vapor state pressure is pumped by compressor 10 and brought to a pressure more ~ lifted, which has the effect of increasing its temperature. The refrigerant is then conveyed by the conduit 90 to the condenser 40 o ~ it circulates there in heat exchange coils (not shown) around , '-

2~882 desquels circule de l'air provenant de l'extérieur. Puisque la température du réfrigérant est plus élevée que la temp~rature de l'air, il cède alors une partie de sa chaleur à l'air et se condense pour ensuite sortir du condenseur 40 ~ l'état de liquide saturé. Le réfrigérant est ensuite acheminé vers le moyen d'expansion 60 qui a pour but de créer une contre-pression contre laquelle agit le compresseur 10 et fait passer le réfrig~rant d'une haute à
une basse pression. Cette perte de pression abaisse la températur~ du r~frigérant et le fait passer à l'état de mélange liquide-vapeur, lequel est ensuite achemin~ jusqu'à
l'~vaporateur 80 où il y circule dans des serpentins d'échange de chaleur (non représentés) autour desquels circule de l'air qui sera achemin~ vers les pièces à
climatiser. En passant au travers de l'évaporateur 80, cet air se refroidit en cédant de sa chaleur au réfrigérant, ce dernier sortant alors de l'~vaporateur 80 à l'état de vapeur surchauff~e. Le r~frigérant est ensuite dirigé vers le compresseur 10 et débute une autre révolution dans le cycle.
La m~thode de conversion de la présente invention se sert des composantes de l'unit~ de climatisation installée dans une maison ou un édifice et la transforme en pompe thermique en y apportant diverses modifications décrites ci~dessous.
Premièrement, il faut d'abord vidanger le réfrigérant au début des étapes de conversion de l'unit~ de climatisation, si elle en contient. Le réfriyérant est pr~férablement récupéré pour utilisation future ou pour sa destruction par des moyens appropri~s. Ceci est particulièrement recommandé si le réfrigérant est un hydrocarbone halogéné, aussi appel~ fr~on, qui détruit la couche d'ozone et menace ainsi la santé de la planète.
Deuxi~mement, on installe une premiare valve unidirectionnelle 50 ~ la sortle 42 du condenseur 40 de ' , ' ' ~

.
, ~ 2~88~

fa~on ~ n'y permettre que la sortie du r~frigérant. Cette valve unidirectionnelle 50 est installée en s~rie avec le conduit 92.
Troisi~mement, on installe une valve 20, dite valve trois voies, ayant deux positions de fonctionnement.
La première position est sélectionnée pour opérer en mode de chau~fage. Cette première position permet à la sortie du condenseur d'être reliée à l'entr~e du compresseur et à la sortie du compresseur d'être reliée à l'entrée de l'évaporateur. La deuxi~me position est sélectionnée pour opérer en mode de réfrigération. Cette deuxi~me position permet à la sortie de l'évaporateur d'être reli~e ~ l'entrée du compresseur et ~ la sortie du compresseur d'être reliée à l'entrée du condenseur.
15Quatrièmement, on installe un conduit de déviation ; 62 qui relie le conduit 94 directement au conduit 92, ce qui évite au réfrigérant de passer au travers de la valve d'expansion 60 lorsque l'on opère en mode de chauffage. Le conduit de déviation 62 est muni d'une valve unidirec-tionnelle 64 qui empêche le réErig~rant d'y circuler lorsque l'on opère en mode réfrigération, le réfrigérant devant passer par la valve d'expansion 60 pour aller ensuite vers l'évaporateur. Par sa construction, la valve d'expansion 60 agit de façon similaire ~ une valve unidirectionnelle.
Hormis quelques fuites n~gligeables, il empêche le r~frigérant d'y circuler lorsque ce dernier doit emprunter le conduit de ~éviation 64~ Ceci évite d'avoir à ajouter une autre valve unid~rectionnelle. Toutefols, si la valve d'expansion 60 est remplac~e par un jeu de tubes capillaires (non repr~sentés~, une valve unidirectionnelle doit être installée ~ côt~ du jeu de tubes capillaires afin d'y éviter le passage de réfrigérant lorsque l'on est en mode de chauffage.
Cinquièmement, on sectionne au moins un tube du ,:
,; ` -, .

condenseur 40 au niveau de leur sntrée en mode declimatisation pour leur installer ~ chacun un raccord (non représenté~ pourvu de trois branches, comme par exemple un raccord en T ou en Y~ Deux des branches de chacun des raccords sont reliées aux embouts de leur tube sectionné
correspondant et la troisibme branche est reliée à un conduit de raccordement 46. L'utilité du raccord est de creer une entrée alternative pour le réfrigérant.
Les conduits de raccordement 46 sont tous reliés à un conduit suppl~mentaire 52 par le biais du distributPur 56. Le conduit supplémentaire 52 est relié au conduit 92 entre la valve unidirectionnelle 50 et la valve d'expansion 60. Puisque le conduit supplémentaire 50 ne doit être emprunté par le r~Erig~rant qu'en mode de chauffage, il est muni d'une valve unidirectionnelle 54 ne laissant passer le réfrigérant ~ue vers les conduits de raccordement 46.
Le circuit alternatif, formé des conduits de raccordement 46 et du conduit suppl~mentaire 52, est muni d'un moyen d'expansion. Celui-ci peut etre un ensemble de tubes capillaires 5~ où au moins un tube capillaire 58 est plac~ en série sur l'un des conduits de raccordements 46! Le : moyen d'expansion peut ~galement être une valve d'expansion (non repr~sent~e) placée en série sur le conduit suppl~mentaire 56 ou bien un ensemble de valves d'expansion (non repr~sentées) plac~es en série sur chacun des conduits de raccordement 46.
Sixi~mement, on installe un accumulakeur de succion 12 à l'entrée du compresseur s'il n'en possade pas d~j~ un. L'accumulateur 12 sert de r~servoir de r~frig~rant et ~vite que le compresseur 10 puisse fonctionner ~ vide.
: Septièmement, on installe:un élément chauffant puissant (non représenté) pour chauffer le compresseur 10 a~in qu'il puisse être utilisé par temps froid. En effet, l'huile du compresseur pourrait geler et ainsi endommager le : ' , . . .
. .
~,,, ' :

' --~- 2~3882 compresseur 10.
Huitièmement, on installe un thermostat chronométré (non représenté) afin d'amorcer des opérations visant à dégeler le condenseur 40 puisque de la glace peut se former autour de ce dernier car l'humidité contenue dans l'air extérieur y circulant peut se condenser et y former de la glace. Cette glace diminue considérablement le rendement du système et peut meme l'empêcher de fonctionner si la formation de glace est importante. Pour le régler, il faut faire fonctionner le système en mode de climatisation pendant quelques instants afin de fournir suffisamment de chaleur au condenseur 40 pour que la glace fonde.
Neuvièmement, on remplit l'unit~ de climatisation modifiée de réfrigérant afin de permettre son fonctionnement. On calibre Pnsuite la quantité de réfrigérant pour pouvoir opérer l~unité durant les saisons d'été ou d'hiver.
Les étapes de conversion peuvent être réalisées dans un autre ordre. De plus, d'autres accessoires peuvent etre à remplacer pour compléter la conv~rsion, comme par exemple les contrales du climatiseur.
L'unité de climatisation modifi~e permet donc, une fois la conversion compl~tée, de fonctionner sur le mode de chau~age ou de réfrigération, tout comme le fait une pompe thermique conventionnelle.
En mode de climatisation, illustrée à la figure 3, le réfrig~rant est poussé par le compresseur ~0 vers le condenseur 40 où il y circule dans les tubes de la même façon qu'avant et y trans~ère de sa chaleur ~ l'air extérieur. Il quitte ensuite le condenseur 10 et passe par la valve unidirectionnelle 50, puis est acheminé vers la valve d'expansion 60 et ensuite vers l'évaporateur 80 dans lequel il absorbe la chaleur de l'air intérieur. Apr~s, il est dirigé vers l'accumulateur 12, puis vers le compre~seur ,~ .

.. , :
: ', . . .
:

~0~38~2 10 où il entame un nouveau cycle~
En mode de chauffage, illustré à la figure 2, le réfrigérant est pOUSSQ par le compresseur 10 vers l'évaporateur 80 dans lequel il cède de sa chaleur à l'air intérieur. Il y sort ensuite pour être dirigé vers le condenseur ~0, en passant toutefois autour de la valve d'expansion 60 par le circuit de déviation 62 et sa valve unidirectionnelle 64. ~vant d'arriver au condenseur 40, le réfrigérant passe par le conduit supplémentaire 52, la valve unidirectionnelle S4 et le distributeur 56. De 1~, il entre dans les conduits de raccordement 46 et l~ur tuhe capillaire 58, puis circule dans les tubes du condenseur 40 afin d'y absorber de la chaleur provenant de 1 r air extérieur. Le réfrigérant est ensuite acheminé vers l'accumulateur 12, puis vers le compresseur 10 où il entame un nouveau cycle.
La présente méthode de conversion n'est pas limitée seulement aux unités de climatisation déj~
installées dans des maisons ou des ~difices, notamment les unités de toit, les unités séparées (split) ou les unit~s à
glace (chiller). Elle peut s'appliquer aussi à des unités de climatisation en entreposage, qu'elles soient neuves ou usagées. Ceci peut permettre d'augmenter de beaucoup la valeur marchande de ces unit~s et de les vendre plus facilement.

': ' ~ , , . 2 ~ 882 from which air from outside circulates. Since the refrigerant temperature is higher than the temperature of the air, it then gives up part of its heat in the air and condenses and then leaves the condenser 40 ~ the state of saturated liquid. The refrigerant is then routed to the expansion means 60 which aims to create a back pressure against which the compressor 10 and changes the refrigerant from high to low pressure. This pressure loss lowers the temperature of the refrigerant and makes it pass to the state of liquid-vapor mixture, which is then routed ~ to ~ 80 vaporizer where it circulates in coils heat exchange (not shown) around which air circulates which will be routed ~ to the rooms to to air-condition. Passing through evaporator 80, this air cools by giving off heat to the refrigerant, last leaving the ~ vaporizer 80 in the vapor state overheated. The refrigerant is then directed to the compressor 10 and begins another revolution in the cycle.
The conversion method of the present invention uses the components of the air conditioning unit installed in a house or building and transforms it into heat pump with various modifications described below.
First, you must first drain the refrigerant at the start of unit conversion steps air conditioning, if it contains one. The cooler is pr ~ preferably recovered for future use or for its destruction by appropriate means. this is particularly recommended if the refrigerant is a halogenated hydrocarbon, also called ~ fr ~ on, which destroys the ozone layer and threatens the health of the planet.
Secondly, we install a first valve unidirectional 50 ~ the sortle 42 of the condenser 40 of ',''~

.
, ~ 2 ~ 88 ~

fa ~ on ~ only allow the exit of r ~ refrigerant. This unidirectional valve 50 is installed in series with the duct 92.
Third, we install a valve 20, called three-way valve, having two operating positions.
The first position is selected to operate in the heating. This first position allows the exit of the condenser to be connected to the inlet of the compressor and to the compressor output to be connected to the input of the evaporator. The second position is selected for operate in refrigeration mode. This second position allows the evaporator outlet to be connected ~ e ~ the inlet compressor and ~ compressor output to be connected at the inlet of the condenser.
15Fourth, install a bypass duct ; 62 which connects the conduit 94 directly to the conduit 92, which prevents the refrigerant from passing through the valve expansion 60 when operating in heating mode. The deflection line 62 is fitted with a unidirectional valve tional 64 which prevents the reErig ~ rant from circulating there when operating in refrigeration mode, the refrigerant in front go through the expansion valve 60 and then go to the evaporator. By its construction, the expansion valve 60 acts similarly ~ a one-way valve.
Apart from some negligible leaks, it prevents r ~ refrigerant to circulate there when the latter must borrow the ~ evacuation 64 ~ duct This avoids having to add a other unid ~ rectionnel valve. Toutefols, if the valve expansion 60 is replaced by a set of capillary tubes (not shown ~ felt ~, a one-way valve must be installed ~ side ~ of the capillary tube set to avoid it the passage of refrigerant when in the heater.
Fifth, at least one tube is cut from the ,::
,; `-, .

condenser 40 at their level in cooling mode to install ~ each a connection (not shown ~ with three branches, such as a T or Y connection ~ Two of the branches of each of fittings are connected to the ends of their sectioned tube corresponding and the third branch is connected to a connection duct 46. The usefulness of the connection is create an alternative inlet for the refrigerant.
The connection conduits 46 are all connected to an additional conduit 52 through distributPur 56. The additional conduit 52 is connected to the conduit 92 between the one-way valve 50 and the expansion valve 60. Since the additional duct 50 must not be borrowed by the r ~ Erig ~ rant that in heating mode, it is fitted with a unidirectional valve 54 not letting the ~ EU refrigerant to the connection conduits 46.
The alternative circuit, formed of the conduits of connection 46 and of the additional conduit 52, is provided a means of expansion. This can be a set of capillary tubes 5 ~ where at least one capillary tube 58 is placed in series on one of the connection conduits 46! The : expansion means can also be an expansion valve (not shown ~ e ~) placed in series on the duct additional 56 or a set of expansion valves (not shown) placed in series on each of the conduits connection 46.
Sixth, we install an accumulator of suction 12 at the compressor inlet if it does not have one already a. The accumulator 12 serves as a refrigeration tank and ~ quickly that the compressor 10 can operate ~ empty.
: Seventh, we install: a heating element powerful (not shown) for heating the compressor 10 a ~ in that it can be used in cold weather. Indeed, compressor oil could freeze and damage the : ',. . .
. .
~ ,,, ':

'' - ~ - 2 ~ 3882 compressor 10.
Eighth, we install a thermostat timed (not shown) to initiate operations aiming to thaw the condenser 40 since ice can form around the latter because the moisture contained in the outside air circulating there can condense and form ice. This ice considerably reduces the yield of the system and may even stop it from working if the ice formation is important. To adjust it, you must operate the system in cooling mode for a few moments in order to provide enough heat to condenser 40 so that the ice melts.
Ninth, we fill the air conditioning unit ~
modified refrigerant to allow its operation. Then calibrate the amount of refrigerant to be able to operate the unit during the seasons summer or winter.
Conversion steps can be performed in another order. In addition, other accessories may be replaced to complete the conv ~ rsion, as by example the controls of the air conditioner.
The modified air conditioning unit therefore allows a once the conversion is complete, to operate in the mode of heating or refrigeration, just like a pump does conventional thermal.
In air conditioning mode, illustrated in Figure 3, the refrigerant is pushed by the compressor ~ 0 towards the condenser 40 where it flows through the tubes of the same so that before and trans it ~ era of its heat ~ the air outside. It then leaves the condenser 10 and goes through the unidirectional valve 50, then is routed to the expansion valve 60 and then to the evaporator 80 in which it absorbs heat from the indoor air. After he is directed to the accumulator 12, then to the compressor , ~.

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: ',. . .
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~ 0 ~ 38 ~ 2 10 where he begins a new cycle ~
In heating mode, illustrated in Figure 2, the refrigerant is pushed by compressor 10 to evaporator 80 in which it gives off its heat to the air interior. He then leaves to be directed to the condenser ~ 0, however passing around the valve expansion 60 by the deflection circuit 62 and its valve unidirectional 64. ~ before arriving at the condenser 40, the refrigerant goes through the additional line 52, the valve unidirectional S4 and distributor 56. From 1 ~, it enters in connection conduits 46 and the capillary tube 58, then flows through the condenser tubes 40 in order to absorb heat from outside air. The refrigerant is then conveyed to the accumulator 12, then to compressor 10 where it begins a new cycle.
This conversion method is not limited only to air conditioning units already ~
installed in houses or buildings, especially roof units, separate units (split) or units ~ s ice (chiller). It can also apply to units of air conditioning in storage, whether new or used. This can greatly increase the market value of these units and sell them more easily.

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Claims

1. Method for converting an air conditioning unit as a heat pump capable of operating equally well in a heating mode than in a refrigeration mode, said air conditioning unit including:
- a first heat exchanger called "evaporator", provided with an inlet and an outlet;
- a second heat exchanger called "condenser" with an inlet, an outlet and at least a tube;
- a compressor, provided with an inlet and a outlet, mounted between the evaporator outlet and the inlet condenser;
- a means of expansion located between the outlet of the condenser and the evaporator inlet; and - a set of conduits allowing circulation a liquid or gaseous refrigerant between the evaporator, the compressor, the condenser and the medium expansion;
said method being characterized in that it comprises the following steps:
- a first unidirectional valve is installed at the outlet of the condenser so as to allow only the refrigerant outlet;
- a valve with two positions is installed, the first position, selected to operate in heating, allowing the condenser outlet to be connected to the compressor inlet and the outlet of the compressor to be connected to the evaporator inlet, the second position, selected to operate in refrigeration, allowing the evaporator outlet to be connected to the compressor inlet and the outlet of the compressor to be connected to the condenser input;
- a deflection pipe fitted with a second one-way valve, between the inlet of the evaporator and the first unidirectional valve of so as to divert the refrigerant around the medium expansion when refrigerant flows from the evaporator towards the means of expansion;
- at least one condenser tube is cut to install a fitting with three branches, two of the branches being connected to their corresponding sectioned tube and the third branch being connected, using a conduit connection, to an additional conduit provided with a third unidirectional valve which does not let the refrigerant only to the fitting and which is connected to the duct extending between the first unidirectional valve and the expansion means, said additional conduit and said or said connection conduits forming a circuit alternating, said alternating circuit being provided with a second means of expansion;
said modified air conditioning unit allowing, once conversion completed, to operate in the mode of heating or refrigeration.

2. Method for converting an air conditioning unit according to claim 1, characterized in that several condenser tubes are severed.

3. Method to convert an air conditioning unit according to claim 1 or 2, characterized in that it includes the following additional step:
- a refrigerant accumulator is installed at compressor inlet.

4. Method for converting an air conditioning unit according to claim 1 or 2, characterized in that the expansion means is an expansion valve.

5. Method to convert an air conditioning unit according to claim 1 or 2, characterized in that the expansion means is a set of at least one tube capillary and that a fourth one-way valve is installed to prevent refrigerant from circulating in the capillary tube (s) when it circulates in the bypass duct.

6. Method for converting an air conditioning unit according to claim 1 or 2, characterized in that the second means of expansion is an expansion valve.

7. Method to convert an air conditioning unit according to claim 1 or 2, characterized in that the second means of expansion is a set of at least one tube capillary.

8. Method to convert an air conditioning unit according to claim 1 or 2, characterized in that the second means of expansion is a set of valves expansion and where each of the connecting conduits is fitted with an expansion valve.

9. Method for converting an air conditioning unit according to claim 1 or 2, characterized in that the second means of expansion is a set of tubes capillaries and where each sectioned tube is provided with at least a capillary tube.

10. Method to convert an air conditioning unit according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises the next additional step:
- the refrigerant is drained at the start of the conversion.

11. Method to convert an air conditioning unit according to claim 10, characterized in that the refrigerant is recovered for future use or for destruction by appropriate means.

12. Method for converting an air conditioning unit according to claim 1, 2 or 11, characterized in that it involves the following additional step:
- the modified air conditioning unit is filled with refrigerant.

13. Method for converting an air conditioning unit according to claim 12, characterized in that it comprises the next additional step:
- we calibrate the amount of refrigerant to be able to operate the unit during the summer or winter seasons.

14. Method for converting an air conditioning unit according to claim 1, 2, 11 or 13, characterized in that it involves the following additional step:
- we install a powerful lice heating element heat the compressor so that it can be used by cold weather.

15. Method to convert an air conditioning unit according to claim 1, 2, 11 or 13, characterized in that it involves the following additional step:
- we install a timed thermostat so initiate operations to thaw the condenser.

16. Apparatus as obtained following the conversion of a air conditioning unit according to the method of claim 1, 2, 11 or 13.