FR2487487A1 - Heat pump with increased yield - has compressor lubricated by oil bath contg. cooling coil which transfers heat in oil to output circuit of heat pump - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif d'augmentation du coefficient de performance d'une pompe à chaleur. The present invention relates to a device for increasing the coefficient of performance of a heat pump.
Un dispositif classique de pompe à chaleur comporte un compresseur, un condenseur, un détendeur et un évaporateur, le condenseur et l'évaporateur faisant partie d'échangeurs thermiques appropriés, tous ces éléments étant disposés en un circuit fermé parcouru par un fluide. Les compresseurs les plus utilisés actuellement sont du type hermétique. Ils se composent essentiellement d'une enveloppe hermétique renfermant un moteur électrique qui entraîne un piston compresseur, le tout étant lubrifié par de l'huile contenue dans l'enveloppe hermétique.Du fait que le compresseur et son moteur sont enfermés dans une enveloppe hermétique la chaleur qu'ils dégagent se dissipe relativement difficilement, ce qui influe défavorablement sur le coefficient de performance de la pompe à chaleur utilisant un tel type de compresseur, influence due notamment à un échauffement important des gaz sortant du compresseur et échauffement des bobinages du moteur, d'où augmentation de la consommation de puissance. A conventional heat pump device comprises a compressor, a condenser, a pressure reducer and an evaporator, the condenser and the evaporator being part of suitable heat exchangers, all these elements being arranged in a closed circuit traversed by a fluid. The most commonly used compressors are of the hermetic type. They essentially consist of a hermetic envelope enclosing an electric motor which drives a compressor piston, the whole being lubricated by oil contained in the hermetic envelope. Because the compressor and its motor are enclosed in a hermetic envelope the the heat they give off is relatively difficult to dissipate, which adversely affects the coefficient of performance of the heat pump using such a type of compressor, an influence due in particular to significant heating of the gases leaving the compressor and heating of the motor windings, hence increased power consumption.
La présente invention a pour objet un dispositif permettantd'augmenter le coefficient de performance d'une pompe à chaleur du type précité, le coefficient de performance étant le rendement énergétique de la pompe. The present invention relates to a device making it possible to increase the coefficient of performance of a heat pump of the aforementioned type, the coefficient of performance being the energy efficiency of the pump.
Selon la présente invention, le dispositif permettant d'augmenter le coefficient de performance comporte un refroidisseur d'huile disposé à l'intérieur de l'enveloppe hermétique et immergé au moins partiellement dans l'huile contenue dans cette enveloppe, ce refroidisseur d'huile étant relié à un dispositif radiateur extérieur. According to the present invention, the device making it possible to increase the coefficient of performance comprises an oil cooler arranged inside the hermetic envelope and at least partially immersed in the oil contained in this envelope, this oil cooler being connected to an external radiator device.
De façon avantageuse, le refroidisseur d'huile est un tube en matériau bon conducteur thermique parcouru par un fluide caloporteur. La longueur et la forme de ce tube sont déterminées de façon à présenter une surface maximale d'échange thermique. Advantageously, the oil cooler is a tube made of a good thermal conductor material through which a heat transfer fluid passes. The length and shape of this tube are determined so as to have a maximum heat exchange surface.
Dans le cas où la pompe à chaleur comportant un refroidisseur d'huile conforme à l'invention, est utilisée pour assurer le chauffage du liquide caloporteur (l'eau par exemple), le circuit de chauffage étant un circuit à circulation de fluide caloporteur branché au secondaire de l'échangeur thermique dont le primaire est le condenseur de la pompe à chaleur, le circuit de refroidisseur d'huile est relié en parallèle au circuit de chauffage. In the case where the heat pump comprising an oil cooler according to the invention is used to heat the heat-transfer liquid (water for example), the heating circuit being a circuit with circulation of heat-transfer fluid connected at the secondary of the heat exchanger, the primary of which is the heat pump condenser, the oil cooler circuit is connected in parallel to the heating circuit.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel:
- la figure 1 est un schéma simplifié d'un circuit de pompe à chaleur conforme à la présente invention
- la figure 2 est une vue partielle en plan avec arraché de l'enveloppe du compresseur du circuit de la figure 1, et
- la figure 3 est une vue en coupe selon III-III de la figure 2.The present invention will be better understood with the aid of the detailed description of an embodiment taken as a nonlimiting example and illustrated by the appended drawing, in which:
- Figure 1 is a simplified diagram of a heat pump circuit according to the present invention
FIG. 2 is a partial plan view with cutaway of the casing of the compressor of the circuit of FIG. 1, and
- Figure 3 is a sectional view along III-III of Figure 2.
La pompe à chaleur représentée sur le dessin est destinée à assurer une fonction de chauffage, par exemple le chauffage de locaux d'habitation. Toutefois, il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée à une pompe à chaleur assurant une fonction de chauffage, mais peut également s'appliquer à une pompe à chaleur assurant une fonction climatisation, les échangeurs thermiques décrits cidessous étant alors modifiés de façon appropriée. The heat pump shown in the drawing is intended to provide a heating function, for example the heating of residential premises. However, it is understood that the present invention is not limited to a heat pump providing a heating function, but can also be applied to a heat pump providing an air conditioning function, the heat exchangers described below then being modified appropriately.
La pompe à chaleur représentée schématiquement sur la figure 1 comporte un circuit thermique principal 1 et deux circuits thermiques secondaires 2 et 3 respectivement. The heat pump shown diagrammatically in FIG. 1 comprises a main thermal circuit 1 and two secondary thermal circuits 2 and 3 respectively.
Le circuit thermique 1 comporte, de façon connue en soi, un compresseur 4, un condenseur 5, un détenteur 6 et un évaporateur 7. The thermal circuit 1 comprises, in a manner known per se, a compressor 4, a condenser 5, a holder 6 and an evaporator 7.
Ces éléments du circuit thermique 1 sont reliés entre eux par des sections de conduite appropriées 8 pour former un circuit fermé parcouru par un fluide, par exemple un fluide connu sous la marque "Fréon".These elements of the thermal circuit 1 are interconnected by appropriate pipe sections 8 to form a closed circuit traversed by a fluid, for example a fluid known under the brand "Freon".
Le circuit thermique secondaire 2 coflstitue la source dite "froide" de la pompe à chaleur. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, cette source est l'air extérieur, qui est véhiculé par une conduite 9 débouchant vis-à-vis de l'évaporateur 7. Un disposiif ventilateur 10, disposé à l'une des deux extrémités de la conduite 9, ou dans cette conduite, projette l'air extérieur sur l'évaporateur 7. Il est bien entendu que la source "froide" pourrait aussi bien être un liquide approprié, et au lieu d'un échangeur thermique air/Fréon, on utiliserait un échangeur thermique liquide/Fréon. The secondary thermal circuit 2 co-constitutes the so-called "cold" source of the heat pump. In the example shown in FIG. 1, this source is the outside air, which is conveyed by a pipe 9 opening out towards the evaporator 7. A fan device 10, disposed at one of the two ends of line 9, or in this line, projects the outside air onto the evaporator 7. It is understood that the "cold" source could as well be a suitable liquid, and instead of an air / Freon heat exchanger , a liquid / Freon heat exchanger would be used.
Le circuit thermique secondaire 3 est, dans l'exemple représenté, un circuit fermé dans lequel circule un fluide caloporteur, par exemple de l'eau. Dans ce cas, le condenseur 5 constitue le primaire d'un échangeur thermique 1 1 dont le secondaire est une conduite d'eau 12 de forme appropriée, reliée par des conduites 13 à des radiateurs 14. La circulation d'eau dans le circuit 3 est activée par une pompe 15 qui peut être disposée en amont ou en aval des radiateurs 14. The secondary thermal circuit 3 is, in the example shown, a closed circuit in which circulates a heat transfer fluid, for example water. In this case, the condenser 5 constitutes the primary of a heat exchanger 1 1, the secondary of which is a water pipe 12 of suitable shape, connected by pipes 13 to radiators 14. The circulation of water in the circuit 3 is activated by a pump 15 which can be arranged upstream or downstream of the radiators 14.
Les détails de réalisation et le fonctionnement de la pompe à chaleur décrite ci-dessus sont bien connus et ne seront pas expliqués ci-dessous. The details of construction and operation of the heat pump described above are well known and will not be explained below.
Le dispositif de l'invention comporte un refroidisseur d'huile 16 disposé, de façon expliquée en détail ci-dessous en référence aux figures 2 et 3, à l'intérieur de l'enveloppe du compresseur 4. Le refroidisseur d'huile 16 est relié par des conduites 17 au circuit thermique secondaire 3, en parallèle sur la conduite 12. Etant donné que dans la plupart des cas la chaleur prélevée au condenseur 5 est supérieure à celle prélevée au compresseur 4, les conduites 17 sont de section inférieure à celle de la conduite 12, et sont donc branchées en parallèle sur la conduite 12. Toutefois, si les chaleurs prélevées étaient du même ordre de grandeur et/ou si les sections des conduites 17 et de la conduite 12 étaient du même ordre de grandeur, on pourrait brancher les conduites 17 en série entre les conduites 13 et la conduite 12, en amont ou en aval de cette dernière. The device of the invention comprises an oil cooler 16 arranged, as explained in detail below with reference to FIGS. 2 and 3, inside the casing of the compressor 4. The oil cooler 16 is connected by pipes 17 to the secondary thermal circuit 3, in parallel on the pipe 12. Since in most cases the heat taken from the condenser 5 is greater than that taken from the compressor 4, the pipes 17 are of smaller cross section than that of line 12, and are therefore connected in parallel to line 12. However, if the heat sampled were of the same order of magnitude and / or if the sections of lines 17 and of line 12 were of the same order of magnitude, we could connect the lines 17 in series between the lines 13 and the line 12, upstream or downstream of the latter.
Comme représenté sur les figures 2 et 3, le refroidisseur d'huile 16 est disposé à l'intérieur de l'enveloppe 18 du compresseur 4, et immergé dans l'huile 19 contenue au fond de l'enveloppe 18, audessous du niveau 20 le plus bas atteint par cette huile au cours du fonctionnement du compresseur. As shown in Figures 2 and 3, the oil cooler 16 is disposed inside the casing 18 of the compressor 4, and immersed in the oil 19 contained at the bottom of the casing 18, below level 20 the lowest reached by this oil during compressor operation.
Comme représenté sur la figure 3, le refroidisseur d'huile 16
est constitué d'une conduite tubulaire 21 réalisée par exemple avec
le même matériau bon conducteur thermique que celui de l'enve
loppe 15. La conduite 21 peut avoir une faible section intérieure, par
exemple d'environ 5 mm, et une épaisseur de paroi également faible2
de l'ordre de grandeur du millimètre. La forme de la conduite 21 est
déterminée de façon que la longueur de cette conduite soit la plus
grande possible, afin d'assurer le meilleur échange thermique pos
sible entre l'huile 19 et le fluide circulant dans la conduite 21.As shown in Figure 3, the oil cooler 16
consists of a tubular pipe 21 made for example with
the same good thermal conductor material as that of the envelope
lope 15. Line 21 may have a small internal section, for example
example of around 5 mm, and an equally small wall thickness2
of the order of magnitude of a millimeter. The shape of line 21 is
determined so that the length of this pipe is the most
large possible, in order to ensure the best possible heat exchange
between oil 19 and the fluid flowing in line 21.
Comme représenté sur la figure 3, on peut conformer la
conduite 21 en méandres, en veillant à ce que les rayons de
courbures des méandres ne soient pas trop faibles. On pourrait
également conformer la conduite 21 en spirale. I1 est également
possible d'utiliser, au lieu d'une conduite tubulaire, une conduite de
toute autre forme appropriée, par exemple sous forme d'enveloppe
de faible épaisseur extérieure, avantageusement nervurée ou ondu
lée, à savoir sous une forme semblable à celle des évaporateurs de
réfrigérateurs classiques.As shown in Figure 3, the
pipe 21 in meanders, ensuring that the radii of
meander curvatures are not too weak. We could
also conform the pipe 21 in a spiral. He is also
possible to use, instead of a tubular pipe, a
any other suitable form, for example in the form of an envelope
of low external thickness, advantageously ribbed or wavy
lée, namely in a form similar to that of the evaporators of
conventional refrigerators.
Bien entendu, dans le cas où la pompe à chaleur est utilisée
uniquement dans sa climatisation, on peut utiliser le dispositif de
l'invention, la chaleur retirée au compresseur améliorant les condi
tions de fonctionnement du circuit thermique principal 1, mais cette
chaleur ne peut alors être récupérée en vue d'améliorer un chauf
fage, et est perdue.Of course, if the heat pump is used
only in air conditioning, you can use the
the invention, the heat withdrawn from the compressor improving the condi
the main thermal circuit 1, but this
heat cannot then be recovered in order to improve a heater
fage, and is lost.
Grâce au dispositif de l'invention, on augmente le coefficient de performance d'une pompe à chaleur, en particulier lorsqu'elle est
utilisée pour le chauffage, et dans ce cas l'augmentation du coeffi
cient, dans des conditions normales de chauffage peut atteindre 4 %
environ. Cette augmentation du coefficient de performance est due à:
- une augmentation de la production de chaleur gracie à la
récupération de la chaleur soutirée au compresseur;
- I'abaissement de la température des bobinages du moteur de
compresseur;
- l'abaissement de la température des gaz issus du compresseur;
- la réduction de la consommation en énergie du moteur du compresseur pour uen même production de chaleur de chauffage. Thanks to the device of the invention, the coefficient of performance of a heat pump is increased, in particular when it is
used for heating, and in this case increasing the coefficient
cient, under normal heating conditions can reach 4%
about. This increase in the coefficient of performance is due to:
- an increase in the production of heat thanks to the
recovery of the heat drawn from the compressor;
- lowering the temperature of the motor windings
compressor;
- lowering the temperature of the gases coming from the compressor;
- reduction of the energy consumption of the compressor motor for the same production of heating heat.
Claims (6)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8016494A FR2487487A1 (en) | 1980-07-25 | 1980-07-25 | Heat pump with increased yield - has compressor lubricated by oil bath contg. cooling coil which transfers heat in oil to output circuit of heat pump |
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| FR8016494A FR2487487A1 (en) | 1980-07-25 | 1980-07-25 | Heat pump with increased yield - has compressor lubricated by oil bath contg. cooling coil which transfers heat in oil to output circuit of heat pump |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2487487A1 true FR2487487A1 (en) | 1982-01-29 |
| FR2487487B1 FR2487487B1 (en) | 1984-08-31 |
Family
ID=9244562
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| FR8016494A Granted FR2487487A1 (en) | 1980-07-25 | 1980-07-25 | Heat pump with increased yield - has compressor lubricated by oil bath contg. cooling coil which transfers heat in oil to output circuit of heat pump |
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