EP3171101B1 - Système perfectionné d'entretien d'une pompe à chaleur - Google Patents

Système perfectionné d'entretien d'une pompe à chaleur Download PDF

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EP3171101B1
EP3171101B1 EP16196863.1A EP16196863A EP3171101B1 EP 3171101 B1 EP3171101 B1 EP 3171101B1 EP 16196863 A EP16196863 A EP 16196863A EP 3171101 B1 EP3171101 B1 EP 3171101B1
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EP
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water
evaporator
heat pump
sprayed
previous
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Mihai Radulescu
Frederic CHIODI
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Electricite de France SA
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Electricite de France SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/06—Removing frost
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • F25B40/02—Subcoolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02—Defrosting cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D21/00—Defrosting; Preventing frosting; Removing condensed or defrost water
    • F25D21/06—Removing frost
    • F25D21/10—Removing frost by spraying with fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/006—Preventing deposits of ice
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/14—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing damage by freezing, e.g. for accommodating volume expansion

Definitions

  • the present invention relates to the field of heat pumps, and more particularly to a system for maintaining a pump of this type in order to avoid its drop in performance and / or its deterioration.
  • Heat pumps have an evaporator whose primary purpose is to recover heat from the environment.
  • a large number of heat pumps use the calories taken from the outside air (air-to-air heat pumps and air-to-water heat pumps).
  • the evaporator then plays the role of a heat exchanger between the outside air and the refrigerant (for example a fluid such as those referenced R134a, R407c, R410a, or R744, or other).
  • the document DE 203 18 299 U1 shows air conditioning and a method for maintaining air conditioning comprising an evaporator housed in an air duct of the air conditioning, and also comprising a step of spraying water on a surface of the evaporator to defrost said evaporator surface.
  • the water can condense on the evaporator, adding more calories (the latent heat of condensation). If the refrigerant has a negative temperature (in ° C), frost may appear on the walls of the evaporator.
  • An evaporator typically has TU tubes and AI fins ( figure 1 ).
  • the layer of GI frost which accumulates in the form of ice (right view of the figure 1 ) then decreases the heat transfer of the evaporator and finally limits the passage of air between the fins AI of the evaporator.
  • the defrost consumes a significant amount of energy which penalizes the overall performance and the pump and also stops the supply of heat during the defrost.
  • the present invention improves this situation.
  • the invention is defined in claim 1. It provides for this purpose a method for maintaining a heat pump comprising at least one evaporator housed in an air duct of the pump, and comprising in particular a step of spraying water on a surface of the evaporator facing an air flow circulating in the duct, to at least partially defrost said surface.
  • the water sprayed has a temperature greater than 10 ° C (preferably greater than 20 ° C). According to initial tests, such temperatures are sufficient and advantageous to effectively defrost the evaporators of standard heat pumps, without requiring too much water to be sprayed.
  • Such evaporators can typically include fins, which poses a drastic problem of frost as illustrated on the figure. figure 1 , and efficiency of the heat pump in the event of frost. Nevertheless, the sprinkling of water at the aforementioned temperatures has provided good results.
  • the sprayed water can come from a water supply circuit at a pressure of between 2 and 7 bars (for example, the city water distribution circuit, as explained below. far in reference to the figure 3 ).
  • the sprayed water can be recovered and conveyed to a tank from which the sprayed water is drawn, in a closed cycle.
  • a water inlet valve from the city distribution network
  • back-up combined with a tank from which the water is drawn in a closed cycle until the tank is supplied again. to compensate for possible water losses (by evaporation, absorption or splashing).
  • the spray water is preferably preheated by heat exchange with a refrigerant at the outlet of a condenser which the heat pump also includes.
  • provision can be made to store the preheated water in a tank (for example incorporating a heat exchanger for this purpose).
  • Such an embodiment is advantageous for thawing the conduits of the water spraying device on the evaporator, in particular in the case where this spraying device, as well as the evaporator and more generally a part of the heat pump are arranged. outdoors, as is typically the case for “split” type heat pumps (the condenser being, for its part, frost-free inside a dwelling, generally).
  • the present invention is also aimed at a heat pump which is defined in claim 10.
  • the heat pump comprises an evaporator, and more particularly a water sprinkler device for implementing the above method.
  • a heat pump comprises an evaporator EV housed in a CO duct in which a suction means such as a ventilator VE generates an air flow F passing through the evaporator EV and entering via a surface SU facing the flow F.
  • a suction means such as a ventilator VE
  • an AS water spray device by jets to accelerate the defrosting of the evaporator EV.
  • the water provides an additional or all of the calories necessary for defrosting an evaporator of a heat pump (typically configured for usual use in the building), and that it is sufficient for this.
  • lukewarm water at 25 ° C.
  • This water can come from the city water network or from a reservoir provided for this purpose.
  • a retention tank BA is preferably used to recover the water and / or the ice below the evaporator EV.
  • This water / ice can be evacuated by an SO outlet or can be recovered if its temperature is sufficient to be reinjected by the sprinkler device, in a closed cycle (as described in a particular embodiment below).
  • a PAC heat pump typically includes the EV evaporator, a COM compressor, a CO condenser, and a DET expansion valve. It is proposed here a defrost by water jet in open cycle using a RES tank to heat the cold water coming for example from the city water distribution network IN, with refrigerant coming from the CO condenser.
  • a RES tank to heat the cold water coming for example from the city water distribution network IN, with refrigerant coming from the CO condenser.
  • an AS3 heat exchanger is provided, in or on the RES water tank, between the water stored in the RES tank (and coming from a pipe IN for running water distribution) and the refrigerant. hot from CO condenser.
  • the refrigerant then feeds the DET expansion valve, while the heated water feeds the AS1 jet sprinkler system, via an AS2 control solenoid valve. It may for example be an all-or-nothing valve to supply the jets.
  • a retention tank BA is also provided to evacuate (via an SO siphon for example) all the water sprayed on the surface SU of the evaporator opposite the air flow passing through it.
  • One of the advantages of this realization consists of a good pressure of the jets thanks to the pressure of the city water network (3 - 6 bar): the water is free of impurities and the electrical consumption of the solenoid valve is low ( in normal closed position).
  • the AS2 solenoid valve can be opened for a fixed period by ensuring that the jets are supplied only with preheated water in the tank (for example by using a thermostat in the tank, connected to the solenoid valve). It is also advisable to avoid spraying too hard water so as not to scale the evaporator.
  • the water tank RES stores a small volume of water heated by the refrigerant via the AS3 heat exchanger as sub-cooling at the outlet of the CO condenser.
  • the AS2 solenoid valve figure 3 is replaced by an AS22 pump supplying the AS1 jets.
  • the retention tank BA collects the defrost water and the condensate and the RES tank is replenished via the SO siphon to which is added a TP overflow and possibly a filter (not shown).
  • the other elements of the heat pump in particular are unchanged from the embodiment of the figure 3 .
  • the main advantage of this realization illustrated on the figure 4 is water saving for defrosting.
  • the water in the closed cycle does not contain lime that could be deposited on the evaporator.
  • the condensate from the humidity of the air can be very demineralized water, but in practice it is advisable to add a filter because of the possibility of sometimes absorbing insects.
  • the AS22 pump even powerful, can hardly provide a pressure equivalent to that of the city water network.
  • the electrical consumption associated with the operation of the pump is significant.
  • the water in the closed cycle can be more and more loaded with time.
  • the operation of the defrost pump AS22 or of the solenoid valve AS2 can be controlled by the temperature of the water in the tank.
  • a temperature threshold for example of 5 ° C.
  • the preheating of the jets can be carried out simply by a heat exchange AS5 between the still hot refrigerant FFC before the pressure reducer DET, and a water pipe WATER supplying the sprinkler device AS1.
  • a heat exchange AS5 between the still hot refrigerant FFC before the pressure reducer DET, and a water pipe WATER supplying the sprinkler device AS1.
  • the icing of the drops of water which could block the spray nozzles that the device AS1 comprises for example is avoided.
  • the AS4 valve is opened for a certain time, so that the hot refrigerant leaving the compressor COM arrives directly in the tubes of the evaporator. This operation can be carried out from the start of operation of the heat pump, even if the water in the reservoir supplying the sprinkler device is not yet hot, for example.
  • a heat exchanger AS5 has been physically illustrated between a water pipe WATER of the device AS1 and a pipe for the hot refrigerant FFC.
  • the heat exchange can already be carried out simply by placing these two pipes side by side in the same sheath, for example, without actually requiring a specific heat exchanger.
  • defrost by water spraying can be implemented both during the operation of the heat pump, or when the pump is stopped.

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Description

    Domaine de l'invention
  • La présente invention concerne le domaine des pompes à chaleur, et plus particulièrement un système d'entretien d'une pompe de ce type pour éviter sa baisse de performance et/ou sa détérioration.
    • Etat de la technique
  • Les pompes à chaleur comportent un évaporateur qui a comme premier but la récupération de chaleur de l'environnement. Un grand nombre de pompes à chaleur utilisent les calories prélevées dans l'air extérieur (les pompes à chaleur air/air et les pompes à chaleur air/eau). Dans ce cas, l'évaporateur joue alors le rôle d'un échangeur thermique entre l'air extérieur et le fluide frigorigène (par exemple un fluide tel que ceux référencés R134a, R407c, R410a, ou R744, ou autre).
  • Le document DE 203 18 299 U1 montre une climatisation ainsi qu'un procédé d'entretien d'une climatisation comportant un évaporateur logé dans un conduit d'air de la climatisation, et comportant aussi une étape d'aspersion d'eau sur une surface de l'évaporateur pour dégivrer ladite surface de l'évaporateur.
  • L'humidité de l'air joue un rôle très important dans le fonctionnement d'une pompe à chaleur. Quand on refroidie l'air humide, l'eau peut condenser sur l'évaporateur en apportant davantage des calories (la chaleur latente de condensation). Si le fluide frigorigène a une température négative (en °C), du givre peut apparaitre sur les parois de l'évaporateur.
  • Un évaporateur comporte typiquement des tubes TU et des ailettes AI (figure 1). La couche de givre GI qui s'accumule sous forme de glace (vue de droite de la figure 1) vient alors diminuer le transfert thermique de l'évaporateur et finalement limiter le passage de l'air entre les ailettes AI de l'évaporateur.
  • Les pompes habituelles sont conçues pour se prémunir de ce problème de givre, en démarrant alors un cycle de dégivrage de l'évaporateur.
  • Les deux méthodes de dégivrage les plus employées sont :
    • o Le dégivrage par gaz chaud : le fluide frigorigène chaud, à la sortie d'un compresseur que comporte la pompe, est directement envoyé dans l'évaporateur ; il s'agit d'un procédé simple mais long et avec un coefficient de performance de 1,
    • o Le dégivrage par inversion de cycle de la pompe à chaleur, de sorte que de la chaleur est apportée au niveau de l'évaporateur ; il s'agit d'un procédé plus complexe mais rapide et avec un coefficient de performance d'environ 3.
  • Néanmoins, dans les deux cas, le dégivrage consomme une énergie non-négligeable qui pénalise la performance globale et la pompe et arrête en outre la fourniture de chaleur pendant le dégivrage.
  • La présente invention vient améliorer cette situation.
    • Présentation de l'invention
  • L'invention est définie dans la revendication 1. Elle propose à cet effet un procédé d'entretien d'une pompe à chaleur comportant au moins un évaporateur logé dans un conduit d'air de la pompe, et comportant en particulier une étape d'aspersion d'eau sur une surface de l'évaporateur faisant face à un flux d'air circulant dans le conduit, pour dégivrer au moins partiellement ladite surface.
  • Une telle réalisation est illustrée sur la figure 2 à titre d'exemple, la flèche F désignant le sens de ce flux d'air.
  • Il s'avère qu'un tel mode de réalisation a un coefficient de performance qui est au minimum celui de la pompe à chaleur elle-même (en cycle fermé comme présenté dans le mode de réalisation de la figure 4 commentée plus loin), de 4. Par ailleurs, l'invention vient tirer ici profit du fait que des calories disponibles de la pompe à chaleur, stockées sans nécessairement être exploitées, sont avantageusement utilisées ici pour le dégivrage de l'évaporateur, rendant alors son fonctionnement optimal et améliorant à très faible coûts thermique et économique les performances de la pompe à chaleur.
  • Dans un exemple de réalisation, l'eau aspergée a une température supérieure à 10°C (préférentiellement supérieure à 20°C).
    D'après de premiers tests, de telles températures sont suffisantes et avantageuses pour dégivrer efficacement les évaporateurs de pompes à chaleurs standards, sans nécessiter trop d'eau aspergée.
  • Des tels évaporateurs peuvent comporter typiquement des ailettes, ce qui pose un problème drastique de givre comme illustré sur la figure 1, et d'efficacité de la pompe à chaleur en cas de givre. Néanmoins, l'aspersion d'eau aux températures précitées a fourni de bons résultats.
  • Dans un premier mode de réalisation, l'eau aspergée peut être issue d'un circuit d'acheminement d'eau à une pression comprise entre 2 et 7 bars (par exemple, le circuit de distribution d'eau de ville, comme expliqué plus loin en référence à la figure 3).
  • Dans une telle réalisation, on peut prévoir en outre une temporisation d'ouverture d'une vanne pour l'aspersion d'eau pendant une durée choisie, puis une fermeture de ladite vanne, pour une économie d'eau dans le bilan de fonctionnement de la pompe.
  • En complément ou en variante, l'eau aspergée peut être récupérée et acheminée dans un réservoir dans lequel est puisée l'eau aspergée, en cycle fermé.
    Ainsi, il peut être prévu une vanne d'entrée d'eau (issue du réseau de distribution de ville), d'appoint, combinée à un réservoir dans lequel l'eau est puisée en cycle fermée jusqu'à alimenter à nouveau le réservoir pour compenser d'éventuelles pertes d'eau (par évaporation, absorption ou éclaboussure).
  • Il peut être avantageux, notamment dans ce cas, de prévoir en outre un détartrant d'eau à asperger.
  • Afin d'éviter d'asperger de l'eau froide sur l'évaporateur et d'aggraver alors la formation de givre (comme décrit plus loin en référence aux figures 3 et 4), l'eau d'aspersion est préférentiellement préchauffée par échange thermique avec un fluide frigorigène en sortie d'un condenseur que comporte en outre la pompe à chaleur.
  • On peut prévoir avantageusement de stocker l'eau préchauffée dans un réservoir (incorporant par exemple un échangeur de chaleur à cet effet).
  • On peut prévoir en outre un transfert thermique entre du fluide frigorigène chaud en amont d'un détendeur que comporte la pompe à chaleur, et une canalisation d'aspersion d'eau sur l'évaporateur.
  • Une telle réalisation est avantageuse pour dégeler les conduits du dispositif d'aspersion d'eau sur l'évaporateur, notamment dans le cas où ce dispositif d'aspersion, ainsi que l'évaporateur et plus généralement une partie de la pompe à chaleur sont disposés en extérieur, comme tel est le cas typiquement pour les pompes à chaleur de type « split » (le condenseur étant, quant à lui, hors gel à l'intérieur d'un logement, généralement).
  • La présente invention vise aussi une pompe à chaleur qui est définie dans la revendication 10. La pompe à chaleur comporte un évaporateur, et plus particulièrement un dispositif d'aspersion d'eau pour la mise en œuvre du procédé ci-avant.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels :
    • la figure 1 illustre un exemple de réalisation d'un évaporateur subissant du givre ;
    • la figure 2 illustre schématiquement le principe d'un dégivrage d'évaporateur par jets d'eau ;
    • la figure 3 est un schéma de dégivrage par jets d'eau en cycle ouvert, selon un mode de réalisation de l'invention possible ;
    • la figure 4 est schéma de dégivrage par jets d'eau en cycle fermé, selon une réalisation alternative de celle illustrée sur la figure 3 ;
    • la figure 5 illustre un mode de réalisation pour une application de l'invention à une pompe à chaleur de type « split »,
    • la figure 6 illustre en particulier le préchauffage du dispositif d'aspersion par jets avec du fluide frigorigène chaud circulant en amont d'un détendeur de la pompe à chaleur.
  • On se réfère à la figure 2 sur laquelle une pompe à chaleur comporte un évaporateur EV logé dans un conduit CO dans lequel un moyen d'aspiration tel qu'un ventilateur VE génère un flux d'air F traversant l'évaporateur EV et entrant par une surface SU en regard du flux F.
  • On peut alors utiliser un dispositif d'aspersion d'eau AS par jets pour accélérer le dégivrage de l'évaporateur EV. Il s'avère en effet que l'eau apporte un supplément ou la totalité de calories nécessaires au dégivrage d'un évaporateur d'une pompe à chaleur (conformée typiquement pour un usage habituel dans le bâtiment), et qu'il suffit à cet effet d'utiliser par exemple de l'eau tiède à 25°C. Cette eau peut provenir du réseau d'eau de ville ou d'un réservoir prévu à cet effet. Dans les deux cas, un bac de rétention BA est préférentiellement employé pour récupérer l'eau et/ou la glace au-dessous de l'évaporateur EV. Cette eau/glace peut être évacuée par une sortie SO ou peut être récupérée si sa température est suffisante pour être réinjectée par le dispositif d'aspersion, en cycle fermé (comme exposé dans un mode de réalisation particulier ci-dessous).
  • En référence à la figure 3, un mode de réalisation en cycle ouvert est présenté ci-après. Une pompe à chaleur PAC comporte typiquement l'évaporateur EV, un compresseur COM, un condenseur CO, et un détendeur DET. Il est proposé ici un dégivrage par jet d'eau en cycle ouvert en utilisant un réservoir RES pour réchauffer l'eau froide issue par exemple du réseau de distribution d'eau de ville IN, avec du fluide frigorigène venant du condenseur CO. A cet effet, on prévoit un échangeur de chaleur AS3, dans ou sur le réservoir d'eau RES, entre l'eau stockée dans le réservoir RES (et issue d'un conduit IN de distribution d'eau courante) et le fluide frigorigène chaud issu du condenseur CO. Le fluide frigorigène alimente ensuite le détendeur DET, tandis que l'eau chauffée alimente le dispositif d'aspersion par jets AS1, via une électrovanne de contrôle AS2. Il peut s'agir par exemple d'une vanne tout-ou-rien pour alimenter les jets. On prévoit en outre un bac de rétention BA pour évacuer (via un siphon SO par exemple) toute l'eau aspergée sur la surface SU de l'évaporateur en regard du flux d'air le traversant.
  • L'un des avantages de cette réalisation consiste en une bonne pression des jets grâce à la pression du réseau d'eau de ville (3 ― 6 bar) : l'eau est sans impuretés et la consommation électrique de l'électrovanne est faible (en position normale fermée). Néanmoins, comme la consommation d'eau est à maitriser, l'électrovanne AS2 peut être ouverte pendant une période fixe en s'assurant que les jets sont alimentés uniquement en eau préchauffée dans le réservoir (en utilisant par exemple un thermostat dans le réservoir, relié à l'électrovanne). Il convient en outre d'éviter d'asperger de l'eau trop calcaire pour ne pas entartrer l'évaporateur.
  • On se réfère maintenant à la figure 4 pour décrire un mode de réalisation alternatif, en cycle fermé pour l'utilisation de l'eau de dégivrage. Ici, le réservoir d'eau RES stocke un petit volume d'eau réchauffée par le fluide frigorigène via l'échangeur de chaleur AS3 en sous-refroidissement à la sortie du condenseur CO. L'électrovanne AS2 de la figure 3 est remplacée par une pompe AS22 alimentant les jets AS1. Le bac de rétention BA récupère l'eau de dégivrage et le condensat et le réservoir RES est réalimenté via le siphon SO auquel on ajoute un trop-plein TP et éventuellement un filtre (non représenté). Les autres éléments de la pompe à chaleur notamment sont inchangés par rapport au mode de réalisation de la figure 3.
  • L'avantage principal de cette réalisation illustrée sur la figure 4 est l'économie d'eau pour le dégivrage. De plus, l'eau du cycle fermé ne contient pas de calcaire qui pourrait se déposer sur l'évaporateur. Le condensat provenant de l'humidité de l'air peut être une eau très déminéralisée, mail en pratique, il convient d'ajouter un filtre du fait de la possibilité d'absorber parfois des insectes.
  • En revanche, la pompe AS22, même puissante, peut difficilement fournir une pression équivalente à celle du réseau d'eau de ville. En outre, la consommation électrique associée au fonctionnement de la pompe est notable. Enfin, malgré l'usage du siphon SO (et éventuellement d'un filtre), l'eau dans le cycle fermé peut être de plus en plus chargée avec le temps.
  • Dans un mode de réalisation, comme dans l'autre, le fonctionnement de la pompe de dégivrage AS22 ou de l'électrovanne AS2 peut être asservi à la température de l'eau dans le réservoir. Pour éviter un fonctionnement inutile du moyen d'aspersion AS22, AS2, voire d'ajouter du givre sur la surface SU, il est préférable d'éviter l'aspersion d'eau si elle est inférieure à un seuil de température (par exemple de 5°C).
  • En référence à la figure 5 présentant une pompe à chaleur de type « split » avec le condenseur CO dans une unité intérieure UI, séparée du reste de la pompe à chaleur (prévu dans une unité UE, extérieure à une habitation), on évite un risque de gel dû à des températures extérieures négatives du circuit d'eau de dégivrage dans l'unité extérieure UE. A cet effet, on prévoit :
    • une vidange du dispositif d'aspersion AS1 à l'arrêt de la pompe ;
    • un réservoir réalisé en matière légèrement souple (en PVC par exemple) pour supporter les variations de température (dilatations et/ou changements d'état) ;
    • la pompe AS22 immergée dans le réservoir (le réservoir absorbant l'essentiel des dilatations et/ou changements d'état avant la pompe elle-même) ;
    • un préchauffage du dispositif d'aspersion AS1 via un échange thermique avec le fluide frigorigène chaud (par exemple avant le détendeur DET).
  • Pour cette dernière contrainte, comme illustré sur la figure 6, le préchauffage des jets peut être réalisé simplement par un échange thermique AS5 entre le fluide frigorigène encore chaud FFC avant le détendeur DET, et une canalisation d'eau EAU alimentant le dispositif d'aspersion AS1. Dans ce cas, on évite le givrage des gouttes d'eau qui pourraient boucher des buses d'aspersion que comporte par exemple le dispositif AS1.
  • On peut prévoir en outre d'assister l'aspersion d'eau pour le dégivrage de l'évaporateur, en réchauffant l'évaporateur avec le fluide frigorigène, éventuellement en combinaison avec une aspersion d'eau. A cet effet, on ouvre la vanne AS4 pendant un certain délai, de sorte que le fluide frigorigène chaud sortant du compresseur COM arrive directement dans les tubes de l'évaporateur. Cette opération peut être réalisée dès le début de fonctionnement de la pompe à chaleur, même si l'eau du réservoir alimentant le dispositif d'aspersion n'est pas encore chaude par exemple.
  • Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d'exemple ; elle s'étend à d'autres variantes.
  • Par exemple, dans la figure 6 ci-avant, on a illustré physiquement un échangeur de chaleur AS5 entre une canalisation d'eau EAU du dispositif AS1 et une canalisation du fluide frigorigène chaud FFC. Néanmoins, en pratique, l'échange de chaleur peut déjà s'effectuer simplement en disposant côte à côte ces deux canalisations dans une même gaine, par exemple, sans nécessiter réellement un échangeur de chaleur spécifique.
  • Dans l'exemple de réalisation en cycle ouvert (avec alimentation d'eau extérieure), ou encore en cycle fermé en mode split, le dégivrage par aspersion d'eau peut être mis en œuvre aussi bien pendant le fonctionnement de la pompe à chaleur, ou à l'arrêt de la pompe.

Claims (10)

  1. Procédé d'entretien d'une pompe à chaleur comportant au moins un évaporateur (EV) logé dans un conduit d'air de la pompe, et comportant une étape d'aspersion d'eau (AS) sur une surface (SU) de l'évaporateur faisant face à un flux d'air (F) circulant dans le conduit, pour dégivrer au moins partiellement ladite surface.
  2. Procédé selon la revendication 1, où l'eau aspergée a une température supérieure à 10°C.
  3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où l'eau aspergée est issue d'un circuit d'acheminement d'eau (IN) à une pression comprise entre 2 et 7 bars.
  4. Procédé selon la revendication 3, où l'on prévoit en outre une temporisation d'ouverture d'une vanne pour l'aspersion d'eau pendant une durée choisie, puis une fermeture de ladite vanne (AS2).
  5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où l'eau aspergée est récupérée et acheminée dans un réservoir (RES) dans lequel est puisée l'eau aspergée, en cycle fermé.
  6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où l'eau à asperger est préchauffée par échange thermique (AS3) avec un fluide frigorigène en sortie d'un condenseur (CO) que comporte en outre la pompe à chaleur.
  7. Procédé selon la revendication 6, où l'eau préchauffée est stockée dans un réservoir (RES).
  8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où 'on prévoit un transfert thermique entre du fluide frigorigène chaud en amont d'un détendeur que comporte la pompe à chaleur, et une canalisation d'aspersion d'eau sur l'évaporateur.
  9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où l'on prévoit en outre un détartrant d'eau à asperger.
  10. Pompe à chaleur comportant un évaporateur logé dans un conduit d'air de ladite pompe, et comportant outre un dispositif d'aspersion d'eau (AS1) configuré pour réaliser une étape d'aspersion d'eau sur une surface de l'évaporateur faisant face à un flux d'air circulant dans le conduit pour dégivrer au moins partiellement ladite surface, ledit dispositif d'aspersion d'eau étant adapté pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes.
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